DE3602864A1 - Bremsdrucksteuereinheit fuer eine mittelbetaetigbare zweikreis-fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsdrucksteuereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bremsdrucksteuereinheiten dieser Art werden verwendet, um an den Vorderrad- und an den Hinterradbremsen einer Fahr­ zeugbremsanlage je unterschiedliche Betätigungsdrücke zu erzielen, wobei die Druckunterschiede in möglichst idealer Weise der sogenannten Soll-Kurve für die ideale Brems­ kraftverteilung angepaßt sein sollen. Durch eine solche Anpassung der Betätigungsdrücke auch für den Fall unter­ schiedlich verteilter fahrdynamischer Radlasten und unter­ schiedlicher Beladungszustände wird eine optimierte Brems­ wirkung erzielt und ein Überbremsen der Hinterachse ver­ mieden.

Bei derartigen, vor allem bei voreingestellten Reglern, zeigt sich das Problem, daß bei leerem und leicht beladenem Fahrzeug der Umschaltpunkt sehr tief absinkt, so daß die Hinterachse auch im unkritischen Druckbereich sehr niedrigen Bremsdruck erhält.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe ge­ stellt, einen lastabhängigen Bremskraftregler zu schaffen, bei dem im unteren Druckbereich, in dem im allgemeinen keine Blockiergefahr besteht, ein sicheres Ansprechen der Bremse und damit eine bessere Bremsung erreicht wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den im Hauptanspruch angegebenen kennzeichnenden Merkmalen. Durch die erfin­ dungsgemäße Lösung wird auf einfache Weise erreicht, daß die Hinterachse stets bis zu einem bestimmten Eingangs­ druck mit ungeminderten Druck beaufschlagt wird. Dadurch wird ein sicheres Ansprechen der Bremse erreicht; im unteren Druckbereich im dem im allgemeinen keine Blockier­ gefahr besteht, wird eine besser Abbremsung erzielt. Der Verlust an Bremskraft kann verringert werden, was sich durch eine bessere Annäherung an die ideale Bremsdruck­ kurve ausdrückt. Einstellfehler wirken sich vor allem im wichtigen unteren Bereich nicht aus.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das in den Bypass geschaltete Ventil vom Eingangsdruck des Regelventils geschaltet wird.

In vorteilhafter Weise ist die Stufenbohrung für die Aufnahme des Mindestdruck-Kolbens mit Druckkanälen (oder Anschlußbohrungen) für dem Eingangs- und Ausgangsdruck einerseits sowie andererseits mit Druckkanälen für die Weitergabe des Eingangs- und Ausgangsdrucks an die nachgeschalteten Regelkolben Gehäuse versehen.

Bei weiteren Ausgführungsformem ist der Mindestdruck- Kolben mit einem Ventilschließglied zum Öffnen und Schließen des von einer Trennscheibe gebildeten Ventil­ sitzes ausgestattet und weist auf beiden Endseiten jeweils Federelemente auf, von der die Federkraft der stärkeren auf den Kolben wirkenden Feder durch eine Verschluß­ schraube eingestellt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre Ausge­ staltungen sind in dem Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Twin-Regler mit dem erfindungsgemäßen Mindestdruck-Kolben;

Fig. 2 Soll/Ist-Bremsdruckverteilungskurven bei leerem und beladenem Fahrzeug;

Fig. 3 Twin-Regler in anderer Ausführungsform und

Fig. 4 Diagramm der Ist-Bremsdruckverteilungskurven bei leerem und beladenem Fahrzeug.

Fig. 1 zeigt einen lastabhängigen Regler 1, die Erfindung bezieht sich auch auf Regler mit mehr als einem Regel­ kolben in dem ein Regelkolben 2 angeordnet ist. Parallel zum Regelkolben 2 ist eine Stufenbohrung 3 vorhanden, in der ein Mindestdruck-Kolben 4 verschieblich angeordnet ist. Die Stufenbohrung 3 ist durch eine Trennscheibe 5 geteilt, welche mit einem Ventilsitz ausgestattet ist. Das entsprechende Ventil wird gebildet vom Ventilschließglied 6 und der Trennscheibe 5. Eime durch die Trennscheibe 5 ragende Stange 6′ ist mit dem Kolben 4 verbunden. Das Ventilschließglied 6 wird auf der gegenüberliegenden Seite von einer relativ schwachen Feder 6′′ belastet. Gegenüber dem Ventil befindet sich ein Federelement 7, das sich einerseits am Kolben 4 und andererseits an einer Ver­ schlußschraube 8 oder dgl. abstützt. Der Ventilsitz liegt im Eingangsbereich des Eingangsdruckes und der an die Trennscheibe 5 angrenzende Raum ist ein Ausgangsdruckraum zu den hier nicht dargestellten Radbremszylindern. Eine Dichtmanschette 9 ist zwischen zwei einerseits von der Feder 7 belasteten und andererseits vom Ausgangsdruck be­ aufschlagten Kolbenflächen angeordnet. Dem Ausgangsdruck­ raum angeschlossen ist ein Druckkanal (Anschlußbohrung) 10, wodurch eine Verbindung zu den Regelkolbengehäuse bzw. zu den Regelkolbenventil 11 geschaffen wird. Auch in Bezug auf den Eingangsdruckraum am Ventilschließglied 6 ist ein Druckkanal 12 vorhanden, mit dem eine Verbindung zum Regelkolben 6 geschaffen wird. Das Ventilgehäuse 13 weist also Druckkanäle 10 und 12 zu dem zusätzlichen Kolben 4 auf. Die Kanäle 10, 12 sind über die Stufenbohrung 3 ver­ bunden, welche mit anderen Worten einen Bypass bildet. Der Kanal 12 führt zu einer Eingangskammer 12′, die gebildet ist einerseits von einer kleineren Kolbenstufe des als Stufenkolben ausgebildeten Regelkolbens 2 und einem Ring 14 andererseits. An einem Fortsatz 15 des Ringes ist ein Ventilsitz 16′ für das Ventils 16 ausgebildet, das die Eingangskammer 12′ und die Ausgangskammer 18 miteinander verbindet bzw. voneinander trennen kann.

Der Ventilsitz 16′ wirkt mit einem Ventilring 19 aus elastischem Material zusammen, der mittels einer Hülse 19′ am Regelkolben 2 befestigt ist. Die kleinere Kolbenstufe 20 des Regelkolbens 2 ist in einer mit dem Ventilgehäuse 13 verschraubten Hülse 21 geführt, die die Reglerbohrung 17 nach außen verschließt und die Eingangskammer 12′ be­ grenzt. Das Ende des Regelkolbens 12 liegt an einer teil­ kugelförmigen Wölbung 22 des Übertragungshebels 23 an.

An dem über das Ventilgehäuse 13 ragenden Abschnitt des Übertragungshebels läßt sich in bekannter Weise eine An­ steuervorrichtung, z.B. eine Feder (Ansteuerfederkraft F) anbringen.

Die in Fig. 1 dargestellte lastabhängige Bremsdrucksteuer­ einheit arbeitet wie nachfolgend beschrieben:

Bei unbetätigter Bremse, dem Ausgangszustand, wird der Kolben 4 von dem Federelement 7, einer Druckfeder, nach rechts auf Anschlag an die Trennscheibe 5 gedrückt. Dabei wird von der Stange 6′, das sich auf der anderen Seite der Trennscheibe 5 befindliche Ventilschließglied 6 vom Ven­ tilsitz abgehoben. Die Druckkanäle 10, 12 für den Ein- und Ausgangsdruck sind somit miteinander verbunden. Bei Brems­ betätigung ist vorerst der Eingangsdruck gleich dem Aus­ gangsdruck. Übersteigt der Eingangsdruck bei z.B. leerem Fahrzeug den Punkt 3 im Diagramm der Fig. 2, so schließt das Ventil 11 im Regelkolben 2. Der weitere Durchgang der Bremsflüssigkeit findet nur über die Bohrung in der Trenn­ scheibe 5 statt. Wird der Eingangsdruck weiter erhöht, wird im Punkt 1 die Vorspannkraft der Feder 7 überwunden, und der Kolben 4 wird nach links verschoben. Das Ventil­ schließglied 6 wird von der schwachen Feder 6′′ nach­ geschoben, bis es am Ventilsitz der Trennscheibe 5 auf­ sitzt umd diese verschließt. Dieser Zustand entspricht dem punkt 1 im Diagramm der Fig. 2. Der Eingangsdruck ist somit vom Ausgangsdruck abgetrennt. Eine weitere Erhöhung des Eingangsdruckes bewirkt keine Erhöhung des Ausgangs­ druckes, bis schließlich der Punkt 2 erreicht ist. In diesem Punkt ist wieder die normale Regelgerade erreicht, d.h. das Ventil 11 öffnet, und der Ausgangsdruck erhöht sich gemäß der Minderung des Reglers. Dadurch ist erreicht worden, daß bis zum Druck P ₁ keine Minderung des Aus­ gangsdruckes stattfindet, obwohl das Ventil 11 bereits im punkt 3 geschlossen wurde. Somit wird eine bessere An­ näherung der Ist-Regelkurve an die ideale Soll-Bremsdruck­ regelkurve erreicht, der Verlust an Bremsdruck ist ver­ ringert worden. Die von den Punkten 1, 2 und 3 begrenzte Flächen beschreibt somit die gewonnene Bremskraft.

Die oben geschilderte Wirkungsweise bezog sich auf die Verhältnisse bei leerem Fahrzeug. Bei leicht beladenem Fahrzeug ist die auf den Übertragungshebel 23 wirkende An­ steuerkraft F so groß, daß das Regelventil 11 über den Druck P ₁ hinaus offen bleibt. Nach Erreichen des Druckes P ₁ verschließt das Ventilschließglied 6 die Bohrung in der Trennscheibe 5, so daß Durchfluß von Brems­ flüssigkeit nur mehr über das Regelventil 11 stattfindet. Nach Erreichen des Punktes 4 in Fig. 2 schließt auch das Regelventil 11, und die normale Minderung des Reglers setzt ein. In diesem Fall wird somit die Funktion des Reglers vom zusätzlichen Mindestdruck-Kolben 4 überhaupt nicht beeinflußt.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, könnten ebenso mit Ventilfedern ausgestattete Twin-Regler bzw. ein­ kreisige Regler mit dem erfindungsgemäßen zusätzlichen Kolben 4 ausgestattet werden.

Fig. 3 zeigt beispielsweise einen derartigen lastab­ hängigen Twin-Regler mit dem erfindungsgemäßen Mindest­ druck-Kolben 4. Der Eingangskanal 30 führt bei diesem Regler in einem Raum 32 zwischen der Trennscheibe 5 und dem Kolben 4 umd von diesem zum Eingangsdruckraum 34 des Regelventils 24. In einer Längsbohrung 36 des Regel­ kolbens 25 ist ein Regelventil 24 ausgebildet. Dieses weist ein in der Bohrung 36 axial verschiebbar ange­ ordnetes mittels einer Feder 38 in Schließrichtung beaufschlagtes Ventilschließglied 40 auf, welches mit einem Ventilsitz 41 zusammenwirkt. Ein Fortsatz 42 des Schließgliedes 40 kommt am Boden der den Regelkolben 25 aufnehmenden Bohrung 44 zur Anlage und hält das Ventil in der gezeichneten Stellung offen. Vom Ausgangsraum 46 des Reglers führt ein Kanal 49 zum Ausgangsraum 50 des Ventils 6.

Bei Druckbeaufschlagung und leerem Fahrzeug schließt das Ventil 24 im Regelkolben 25 im Punkt 3, vgl. Diagramm der Fig. 4. Nach Erreichen des Druckes p ₁ im Punkt 1 wird der Kolben 4 gegen die Kraft der Feder 7 nach rechts ver­ schoben, so daß das Ventilschließglied 6 von der in diesem Fall stärker ausgelegten Feder 6′′ auf den Ventil- sitz der Trennscheibe 5 gedrückt und somit der Durchfluß unterbrochen wird. Der Ausgangsdruck bleibt bei steigen­ dem Eingangsdruck gleich hoch, bis zum Erreichen des punktes 2, bei dem das Ventil 24 im Regelkolben 25 öffnet und die normale Minderung einsetzt. Bei weiter steigendem Eingangsdruck wird die Differenz zwischen Eingang- und Ausgangsdruck ständig größer, bis ein Wert erreicht ist, der von der Fläche der Bohrung in der Trennscheibe 5 und der Kraft der Feder 7 bestimmt wird. Dies ist im Punkt 5 bzw. 6 der Fall. Der Differenzdruck öffnet nun auch das Ventil 6, und der Ausgangsdruck steigt ungemindert im gleichen Verhältnis wie der Eingangsdruck. Bei beladenem Fahrzeug schließt das Ventilschließglied 6 wieder vor dem Ventil 24 im Regelkolben 25; die Minderung beginnt im Punkt 4. Bei weiter steigendem Eingangsdruck wird die Differenz zwischem Eingangs- und Ausgangsdruck ständig größer, vgl. auch die Verhältnisse bei leerem Fahrzeug. Erst nach dem Aufbau des gleichen Differenzdrucks wie bei leerem Fahrzeug öffnet das Ventilschließglied 6 im Punkt 6 wieder, und der Ausgangsdruck steigt ungemindert an. Dieser Effekt des ungeminderten Ansteigens des Aus­ gangsdruckes für die Hinterachse ist von großem Vorteil bei Ausfall eines Bremskreises. Hierbei ist es wichtig, daß der zweite intakte Bremskreis ungemindert bremst. Es kommt zu keinem Schleudern, da das zweite Hinterrad (ungebremst) die Seitenführungskräfte überträgt.

Bei normaler Bremsbetätigung bei intakten Bremskreisen wird diese Druckhöhe im allgemeinem nicht erreicht; erst bei Ausfall eines Kreises und damit geringerer Abbremsung - bei stärkerer Bremsbetätigung - öffnet das Ventil­ schließglied 6. Mit einer einzigen Maßnahme wird also die Sicherheit in zwei Punkten erhöht: einerseits wird eine Mindestdruckniveau für den Beginn der Minderung einge­ halten und andererseits wird der Effekt eines Reglers mit Sperre erzielt.

In Abwandlung der in Fig. 3 dargestellten Ausführung kann der Eingangskanal 30 auch entsprechend der Ausführung gemäß Fig. 1 durch den Eimgangsraum des Ventils 6 und entsprechend den vom Kolben 4 begrenzten Raum des Ventils 6 geführt werden.

Claims (6)

1. Bremsdrucksteuereinheit für eine druckmittelbetätig­ bare Zweikreis-Fahrzeugbremsanlage mit zumindest einem in die Verbindung zwischen einer Eingangs­ kammer und einer Ausgangskammer geschalteten, bei einem vorgebbaren Schaltdruck schließenden Ventil (Regelventil), dadurch gekennzeichnet, daß ein Bypass (3) vorgesehen ist, der unter Um­ gehung des Ventils (11) die Eingangskammer (12′) mit der Ausgangskammer (18) verbindet und in den ein Vemtil (6) geschaltet ist, das druckabhängig schließt.

2. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Bypass (3) geschaltete Ventil (6) in Abhängigkeit vom Ein­ gangsdruck des bei einem vorgebbaren Schaltdruck schließenden Ventils (Regelventil) schließt.

3. Bremsdrucksteuereinheit nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Bypass (3) geschaltete Ventil einen federbelasteten (Mindestdruck-) Kolben (4) zur Be­ tätigung eines Ventilschließgliedes (6) aufweist.

4. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der (Mindestdruck-) Kolben (4) in einer vorzugsweise parallel zum Regel­ kolben (2) befindlichen Stufenbohrung (3) angeordnet und eine darin befindliche Eingangskammer über einen Druckkanal (12) mit der Eingskammer (12′) des Regel­ ventils (11) verbunden ist.

5. Bremsdrucksteuereinheit nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Bypass geschaltete Ventil einen Ven­ tilsitz aufweist der von einer Bohrung einer in der Stufenbohrung (3) des (Mindestdruck-)Kolbens (4) an­ geordneten Trennscheibe (5) gebildet ist.

6. Bremsdrucksteuereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbelastung am Kolben (4) einstellbar ist, wozu insbesondere eine Verschlußschraube (8) vorgesehen ist.