DE3636443A1 - Drucksteuereinheit, insbesondere fuer druckmittelbetaetigbare kraftfahrzeugbremssysteme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuereinheit insbe­ sondere für druckmittelbetätigbare Kraftfahrzeugbrems­ systeme, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Drucksteuereinheiten werden in Kraftfahrzeugbremssystemen als Bremskraftverteiler eingesetzt, um die Bremskräfte an Vorder- und Hinterachse möglichst gut der dynamischen Achslastverteilung anzupassen.

Ein derartiger Bremskraftregler ist aus dem Bremsen­ handbuch 9. Auflage 1986 Bartsch-Verlag KG, Ottobrunn, Seite 245 bekannt. Dieser als Einschraubregler ausge­ bildete, und in der Praxis bewährte Bremskraftregler weist einen federbelasteten Regelkolben auf, welcher sich ab einem bestimmten Umschaltdruck gegen die Kraft der Feder auf einen Ventilsitz trifft und von diesem Zeit­ punkt an den Ausgangsdruck gegenüber dem Eingangsdruck im Verhältnis der druckbeaufschlagten Flächen des Regel­ kolbens mindert.

Zur Verbesserung des Gütegrades der Bremskraftverteilung ist es jedoch vorteilhaft, eine Reglerkennlinie, die mehrfach abknickt, zu haben. Ein Bremskraftregler mit zweifach abknickender Kennlinie ist aus der US 37 21 473 bekannt. Dieser Regler weist jedoch eine Vielzahl aufwendig zu fertigender Teile auf. Auch ist es bei diesem Regler nicht ohne weiteres möglich, bestimmte Parameter durch Auswechseln nach Baukastenprinzip zu verändern, wie es beispielsweise bei dem aus dem Bremsenhandbuch bekannten Regler durch Auswechseln des Regelkolbens und der Führungshülse bei sonst gleichen Bauteilen gelingt. Der Regler nach der oben genannten US-Patentschrift arbeitet zwischen seinem ersten und seinem zweiten Umschaltpunkt als Verdrängerkolben, daher ist der Bereich zwischen den ersten und zweiten Umschaltpunkt allein durch die Geometrie festgelegt, da der Verdrängerhub unabhängig von den Federsteifigkeiten ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Drucksteuereinheit zu schaffen, welche eine bestmöglich an die ideale Bremskraftverteilungskurve anpaßbare Kennlinie besitzt, dabei einfach im Aufbau, kostengünstig in der Herstellung, leicht montierbar ist und dabei einen geringen Platzbedarf hat. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Lösung, bei welcher der Stufenkolben abgedichtet von mindestens einem federbe­ lasteten Ringkolben umgeben ist, dessen Außenfläche dem Gehäuse abgedichtet ist, der nur auf einer Stirnfläche druckbeaufschlagbar ist, ist es leicht möglich, die Druckbeaufschlagungsflächen des Druckminderventils zu variieren und damit unterschiedliche Minderungsfaktoren zu erreichen.

Bei einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die druckbeaufschlagbare Stirnfläche vom Ausgangsdruck beaufschlagbar ist. Damit wird es, durch entsprechendes Kuppeln des oder der Ringkolben mit dem Stufenkolben, ermöglicht, diejenige Druckbeaufschlagungsfläche zu vergrößern, welche für eine Bewegung des Regelkolbens in Schließrichtung des Ventils verantwortlich ist, zu vergrößern.

Besonders günstig ist es, wenn die den Stufenkolben beaufschlagende erste Feder eine geringere Federkraft besitzt als die zweite Feder, welche den Ringkolben belastet. Dadurch wird ein stufenweises Abflachen der Kennlinie ermöglicht. Bei einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung ist der Stufenkolben mit einem Anschlag für das Anlegen des Ringkolbens versehen. Durch diese Maßnahme ist es möglich, sowohl die erste als auch die zweite Feder mit jeweils einem Ende an einem gehäusefesten Teil abzustützen.

Günstig ist auch eine Ausführungsform, bei welcher mehrere Ringkolben ineinander vorgesehen sind, denen jeweils Steuerfeder zugeordnet sind, wodurch eine Kennlinie geschaffen werden kann, welche beliebig oft abknickt.

Die Funktion und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung. Hierzu zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Drucksteuereinheit,

Fig. 2 den Verlauf der Kennlinie der erfindungsgemäßen Drucksteuereinheit.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Drucksteuereinheit ist das Gehäuse 1, welches mit einer zentralen, mehrfach gestuften Bohrung versehen ist, mit der Verschraubung 2, die ebenfalls eine Zentralbohrung aufweist, unter Zwischenschaltung des O-Ringes 10 verschraubt. Der Ein­ laßraum 3 ist mit einem Innengewinde versehen, und an einem Hauptzylinder anschließbar (sinnvoll ist auch eine Ausführung mit Außengewinde, welches direkt in den Hauptzylinder einschraubbar ist); ebenfalls mit einem Innengewinde ist der Auslaßraum 4 versehen, welcher an die Hinterradbremsen anschließbar ist. Mit der Ver­ schraubung 2 wird eine Scheibe 5, ein Distanzhalter 6, eine Hülse 7 sowie eine weitere Scheibe 8 axial gegen eine Stufe 9 der Gehäusebohrung verspannt. Mit der Scheibe 5 wird ein O-Ring 15 axial gesichert, welcher in einer Ausnehmung der Verschraubung 2 angebracht ist. Der O-Ring 15 dichtet die Verschraubung 2 gegen den Ringkolben 12 ab, welcher in der Zentralbohrung der Verschraubung 2 angeordnet ist.

Eine Stirnfläche dieses Ringkolbens 12 ist dem Auslaßraum 4 zugewandt, das andere Ende, welches eine flanschartige, radiale Erweiterung 16 aufweist, befindet sich im Raum 17 und wird - von der zweiten Feder 21 vorgespannt - an die dem Raum 17 zugewandte Seite der Scheibe 5 gedrückt. Das andere Ende der zweiten Feder 21 stützt sich an der Hülse 7 ab.

Die Hülse 7 weist an ihrem äußeren wie an ihrem inneren Durchmesser jeweils eine radial umlaufende Nut auf, die zur Aufnahme jeweils eines O-Ringes dient. Der O-Ring 22 dichtete die Hülse gegenüber dem Gehäuse, der O-Ring 23 gegenüber dem Stufenkolben 11 , welcher in der Hülse 7 und - durch einen weiteren O-Ring 24 abgedichtet - im Ringkolben 12 axial verschiebbar geführt ist.

Der Stufenkolben 11 besitzt einen gestuften Zentralkanal; die auslaßseitige Stufe dient zur Wandstärken­ vergrößerung, um einen größeren Einbauraum für den O-Ring 24 zu erhalten, die einlaßseitige Stufe ist als Dichtsitz 25 ausgebildet. Das zugehörige Ventilschließglied 26 besteht aus einem elastomeren Werkstoff und wird von einer Feder 27, die sich am Gehäuse abstützt, in Richtung der Scheibe 8 beaufschlagt.

In drucklosem Zustand der Drucksteuereinheit liegt der ringförmige Außenwulst des Ventilschließgliedes 26 an der dem Auslaßraum 3 zugewandten Seite der Scheibe 8 an. Der zentrale, halbkugelförmige Dichtungsabschnitt des Ventil­ schließgliedes 26 läuft dabei einen Öffnungsquerschnitt zwischen Ventilschließglied 26 und Dichtsitz 25 frei. Am ringförmigen Außenwulst des Ventilschließgliedes 26 sind Druckmittel-Durchlaßkanäle 30 vorgesehen.

Der Ringkolben 12 weist an seine Außenfläche eine ringförmig umlaufenden, radial nach außen gerichteten Anschlag 28 auf, an welchem eine erste Feder 20 anliegt, die sich mit ihrem anderen Ende - genauso wie die zweite Feder 21, in deren inneren Freiraumzylinder sie sich befindet - an der Hülse 7 abstützt, und den Stufenkolben 11 in Richtung auf den Auslaßraum 4 elastisch vorspannt.

Wird die Druckmittelsteuereinheit vom Einlaßraum 3 mit Druck beaufschlagt, so wirkt der Überdruck zunächst durch die Druckmitteldurchlaßkanäle 30 am Ventilschließglied 26 und durch den Zentralkanal des Stufenkolbens 11 unge­ mindert im Auslaßraum 4. Durch die unterschiedlichen Druckbeaufschlagungsflächen am Stufenkolben 11 verschiebt sich derselbe in Richtung auf den Einlaßraum 3, und verschließt ab einem bestimmten Eingangsdruck p _{e 1}, der dem Ausgangsdruck p _{a 1} entspricht (Fig. 2), den Durch­ laßquerschnitt zwischen dem Ventilschließglied 26 und dem Dichtsitz 25 am Stufenkolben 11.

Bei weiterer Eingangsdruckerhöhung wird der Ausgangsdruck entsprechend dem Druckbeaufschlagungsflächenverhältnis am Stufenkolben 11 gemindert. Ist ein bestimmter Ausgangs­ druck p _{a 2}, welcher geringer ist als der zugehörige Ein­ gangsdruck p _{e 2}, erreicht, so verschiebt sich der Ring­ kolben 12 gegen die Kraft der zweiten Feder 21 in Richtung auf den Einlaßraum 3 und legt sich an den Anschlag 28 am Stufenkolben 11 an. Somit wird das wirksame Druckbeaufschlagungsflächenverhältnis, welches für die Druckminderung verantwortlich ist, verändert. Die vom Ausgangsdruck beaufschlagte Fläche ist nun um den Flächeninhalt der dem Auslaßkanal 4 zugewandten Stirn­ fläche des Ringkolbens 12 größer, während die vom Ein­ gangsdruck beaufschlagte Ringkolbenfläche konstant bleibt.

Ab dem zweiten Umschaltdruck p _{e 2} verläuft die Kennlinie der Drucksteuereinheit daher dem neuen Druckbeauf­ schlagungsflächenverhältnis entsprechend flacher, d. h. der Ausgangsdruck wird stärker gemindert.

Bei Druckabbau im Einlaßraum 3 wird der Stufenkolben 11 und der Ringkolben 12 von den Federn 20 und 21 in ihre Ausgangsstellung zurückgeschoben, gleichzeitig wird das Ventilschließglied 26 von der Feder 27 wieder zur Anlage an die Scheibe 8 gebracht.

Claims (4)

1. Druckmittelsteuereinheit, insbesondere für druck­ mittelbetätigbare Kraftfahrzeugbremssysteme, mit einem Gehäuse, einem in einer Gehäusebohrung dichtend geführten, verschiebbaren Stufenkolben, der von einer Steuerkraft belastet ist, eine in Ab­ hängigkeit von der Stufenkolbenverschiebung betätig­ baren Ventileinrichtung, die die Verbindung zwischen einem Ein- und Auslaßraum steuert, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stufenkolben (11) abgedichtet von mindestens einem federbelasteten, verschiebbaren Ringkolben (12) umgeben ist, der nur auf einer Stirnfläche druckbeaufschlagbar ist.

2. Drucksteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die druckbeaufschlag­ bare Stirnfläche des Ringkolbens (12) vom Aus­ gangsdruck beaufschlagbar ist.

3. Drucksteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stufenkolben (11) beaufschlagende erste Feder (20) eine Federkraft besitzt, die zu einem ersten Umschaltpunkt führt, und eine zweite Feder (21), welche den Ringkolben (12) belastet, zusammen mit Feder (20) den zweiten Umschaltpunkt bestimmt.

4. Drucksteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (11) mit einem Anschlag (28) für das Anlegen des Ringkolbens (12) versehen ist.