DE3643925A1 - Druckregeleinrichtung, insbesondere fuer druckmittelbetaetigbare kraftfahrzeugbremssysteme - Google Patents
Druckregeleinrichtung, insbesondere fuer druckmittelbetaetigbare kraftfahrzeugbremssystemeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Druckregeleinrichtung, insbe
sondere für druckmittelbetätigbare Bremssysteme, nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Solche Druckregeleinrichtungen werden beispielsweise in
Kraftfahrzeugen eingesetzt, um die Verteilung des Brems
druckes zwischen Vorder- und Hinterachse in Abhängigkeit
von der Belastung vorzunehmen. Aus der DE-OS 30 01 415 ist
ein derartiger lastabhängiger Bremskraftregler bekannt,
bei welchem die Reduzierung der Kraft aus der Fahrwerks
feder über ein eingeschlossenes Kautschukelement erreicht
werden soll, daß mit einem bestimmten Flächenanteil ein
Übertragungsglied beaufschlagt, welches wiederum das
Ventil in Öffnungsrichtung betätigt. Nachteilig bei dieser
Lösung ist, daß durch die Belastung der Aufhängungsfeder
zwar das Kautschukelement die Ventileinrichtung in
Öffnungsrichtung bewegt, aber daß keine Rückbewegung zum
Schließen des Ventils mehr möglich ist, da das einge
schlossene Kautschukelement hierfür keine Ausweichbewegung
machen kann. Als weiterer Nachteil ist zu sehen, daß das
Kautschukelement im Laufe der Zeit seine Kennlinie ändert
und dadurch keine genaue Regelung mehr möglich ist.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Regelgenauig
keit einer gattungsgemäßen Druckregeleinrichtung zu ver
bessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen
den Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfin
dungsgemäße Lösung wird die Ventileinrichtung stets mit
einer der Einleitungskraft genau proportionalen Ansteuer
kraft angesteuert. Außerdem ist beim Druckabbau eine nahe
zu hysteresefreie Kennlinie möglich.
Zu einer optimalen Regelgenauigkeit trägt außerdem bei,
daß die Ventileinheit aus einem in einem Regelkolben ange
ordneten Ventilsitz mit einem diesem zugeordneten federbe
lasteten Ventilschließglied besteht.
Bei einer besonders günstigen Ausführung der Erfindung ist
vorgesehen, daß die Membrane als Rollmembrane ausgebildet
ist und zwischen allen relativ zueinander verschiebbaren,
die Membrane beaufschlagenden Teilen, beispielsweise einem
Federsitz, einem Stützring und einem Kolbenstützteller,
radial umlaufende Ausstülpungen aufweist; die Rollmembran
ist dabei so konzipiert, daß eine einwandfreie Abroll
bewegung erfolgen kann. Dadurch werden Verspannungen oder
gar Beschädigungen der Membrane verhindert.
Um die Umschaltdrücke exakt auf unterschiedliche An
forderungen einstellen zu können ist vorgesehen, daß
zwischen dem Gehäuse und dem Kolbenstützteller eine Regel
feder angeordnet ist. Dadurch kann bei Verwendung der
Druckregeleinrichtung als Bremskraftregler in einem Kraft
fahrzeug der lastabhängige Umschaltdruck exakt nach den
spezifischen Fahrzeugdaten eingestellt werden.
Eine Verringerung störender Reibungseinflüsse auf das
Regelverhalten wird dadurch erreicht, daß zwischen Feder
sitz und Stützring ein Gleitring vorgesehen ist.
Die Funktion und weitere vorteilhafte Merkmale der Er
findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
anhand der Zeichnung. Hierzu zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungs
form der Erfindung als Einfachregler,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Ausführungs
beispiel der Erfindung als Twinregler
Die in Fig. 1 dargestellte Druckregeleinrichtung weist ein
Gehäuse 1 mit gestufter Außenkontur auf, das mit einer
ebenfalls gestuften Zentralbohrung sowie der Anschluß
bohrung für den Einlaß 2 und einer Anschlußbohrung für den
Auslaß 3 versehen ist. Das Gehäuse 1 ist mit dem ge
federten Fahrzeugaufbau verbunden. In der axialen Zentral
bohrung des Gehäuses befindet sich der größte Teil des
Regelkolbens 5, der axial verschiebbar und gedichtet zum
einen in dem Abschnitt der Zentralbohrung mit geringerem
Durchmesser gelagert ist, und zum andern durch ein Ver
schlußstück 6 geführt ist, welches in der Zentralbohrungs
stufe mit größerem Durchmesser druckdicht mit einem
Sprengring befestigt ist. Das dem Auslaß zugewandte
Ende des Regelkolbens 5 ist mit einer Axialbohrung 7
versehen, welche mit einer Querbohrung 8 in Verbindung
steht; durch diese beiden Bohrungen ist der Einlaß mit dem
Auslaß verbunden. An dem der Anschlußbohrung für den Aus
laß 3 zugewandten Ende der gestuften Axialbohrung 7, ist
ein Ventilsitz 10 in bekannter Weise druckdicht verstemmt.
Durch den Ventilsitz 10 wird ein Ventilschließglied 11,
das durch die Ventilfeder 13 in Richtung Ventilsitz
vorgespannt ist, in der mittleren Stufe der Axialbohrung 7
eingeschlossen.
Der Ventilsitz 10 ragt teilweise aus dem Steuerkolben
heraus, wobei in diesem herausragenden Abschnitt eine
Querbohrung angebracht ist, welche mit der axialen Durch
gangsbohrung des Ventilsitzes in Verbindung steht, in
welcher sich ein Betätigungsstift 12 befindet. Die axiale
Durchgangsbohrung des Ventilsitzes 10 und der Betätigungs
stift 12 weisen jeweils an ihrem dem Ventilschließglied 11
zugewandten Ende eine Querschnittsvergrößerung auf, durch
welche der Betätigungsstift gegen ein Herausfallen ge
sichert ist.
Zwischen der Querbohrung 8 und dem dem Auslaß zugewandten
Regelkolbenende ist in einer entsprechenden Ringnut der
Regelkolbenmantelfläche ein Nutring 15 vorgesehen, welcher
den Regelkolben 5 gegenüber dem Gehäuse 1 abdichtet.
Innerhalb des Verschlußstückes 6 ist der Regelkolben 5
durch einen weiteren Nutring 16, der durch einen
Sicherungsring 17 gegen Herausfallen geschützt ist, abge
dichtet. Der Sicherungsring 17 wirkt zusammen mit dem
zwischen Letzterem und der Querbohrung 8 am Regelkolben 5
angebrachten Anschlagring 18 als Rückhubbegrenzung für den
Regelkolben 5.
Das aus dem Gehäuse 1 herausragende Ende des Regelkolbens
5 ist durch eine Schweißnaht mit dem Kolbenstützteller 20
verbunden. Der Kolbenstützteller 20 ist ein hutförmig ge
zogenes Blechteil, welches das aus dem Gehäuse ragende
Regelkolbenende teilweise umgreift und in dessen schalen
förmig ausgebildeten, radial außenliegenden Randbereich
die Regelfeder 21 gelagert ist. Diese stützt sich mit
ihrem anderen Ende an einer äußeren Gehäusestufe ab und
ist als schraubenförmige Druckfeder ausgeführt. Mit seiner
außenliegenden Bodenseite beaufschlagt der Kolbenstütz
teller 20 eine als Rollmembrane ausgeführte Membrane 22,
welche an ihrem Rand einen Wulst aufweist, mit welchem sie
an dem Federsitz 23 mittels eines Halteringes 24 befestigt
ist. Der topfförmige Federsitz 23 umgibt die komplette
Druckregeleinrichtung weitgehend und wird an seinem
flanschartig nach außen gebogenen Rand axial durch die
Aufhängungsfeder 25 beaufschlagt, deren anderes Ende sich
an einem (nicht dargestellten), ungefederten Aufhängungs
teil abstützt.
Eine an ihrem einen Ende mit dem Gehäuse 1 verstemmte
Stützhülse 30 führt axial in den Federsitz 23 hinein und
weist an ihrem anderen Ende eine kragenförmig zurückge
stülpte, U-förmige Abschlußrundung auf, welche die
Membrane 22 beaufschlagt, die sich um diese Abschluß
rundung anlegt. In dem abgeschlossenen Raum 29, der durch
die Membrane 22 und den Boden des Federsitzes 23 gebildet
wird, ist ein geeignetes Fluid, beispielsweise ein
Silikonöl, eingeschlossen. Die Membrane 22 ist zwischen
den sie beaufschlagenden U-förmigen Endstücken des
Halterings 24 und der Stützhülse 30, sowie zwischen dem
Kolbenstützteller 20 und dem diesen umgebenden U-förmigen
Endabschnitt der Stützhülse 30 bogenförmig vom Boden des
Federsitzes 23 wegzeigend ausgestülpt. Dadurch kann die
Membrane bei einer Relativbewegung zwischen den
vorgenannten Teilen eine Abrollbewegung durchführen. Die
äußere Ringfläche der Membrane 22 zwischen dem zylin
drischen Mantelabschnitt des Federsitzes 23 und dem
Endabschnitt der Stützhülse 30 ist durch entsprechende
Verjüngung der Stützhülse in diesem Bereich innerhalb
eines bestimmten Rahmens frei wählbar, wodurch die
Relation von der Ansteuerkraft auf die Ventileinrichtung
zur Einleitungskraft aus der Aufhängungsfeder 25 variiert
werden kann.
Die zylindrische Mantelfläche der Stützhülse 30 ist zum
Teil von einem Gleitring 31 umgeben, der zwischen der
Stützhülse 30 und dem Federsitz 23 angeordnet ist, um bei
einer Bewegung des Federsitzes relativ zur Stützhülse die
Reibung zu vermindern. Der Gleitring 31 weist einen
zweiten Abschnitt 32 auf, der in einer geringeren
Wandstärke ausgeführt ist und an welchem der diesen
Abschnitt 32 umgebende Haltering 24 verstemmt ist. Ein
Mittelbereich 33 des Gleitringes 31 weist die geringste
Wandstärke auf und ist mit um den Umfang verteilten
Ausnehmungen versehen.
Um ein Eindringen von Wasser oder Schmutz zu verhindern,
ist der Ringspalt zwischen Federsitz 23 und Stützhülse 30
mit einem Dichtring 34 verschlossen.
In drucklosem Zustand der Bremsanlage befindet sich die
Druckregeleinrichtung in der Lage, wie sie in der
Zeichnung dargestellt ist. Wird durch eine Druckmittel
quelle über die Anschlußbohrung für den Einlaß 2 der
Bremskreis unter Druck gesetzt, so gelangt das Druckmittel
über die Querbohrung 8, die Axialbohrung 7 und die durch
den Betätigungsstift 12 geöffnete Ventileinrichtung 10, 11
zur Anschlußbohrung für den Auslaß 3, bzw. in die daran
angeschlossenen Bremsen. Durch den Druck auf die Stirn
fläche des Regelkolbens wird eine Kraft erzeugt, die ver
sucht den Regelkolben aus der Zentralbohrung des Gehäuses
zu verdrängen. Ab einem bestimmten Weg des Regelkolbens 5
hebt der Betätigungsstift 12 vom Gehäuse 1 ab und ist
nicht mehr in der Lage das Ventil 10, 11 offen zu halten.
Das Ventilschließglied 11 wird durch die Kraft der Ventil
feder 13 auf den Ventilsitz 10 gepreßt und verschließt
somit den Durchgang zwischen Einlaß und Auslaß. Der Regel
kolben weist in seinem Bereich zwischen Kolbenstützteller
20 und Anschlagring 18 einen geringeren Durchmesser auf
als in dem Bereich zwischen Anschlagring 18 und dem dem
Auslaß zugewandten Kolbenende. Dadurch wird bei weiterem
Druckaufbau über die Anschlußbohrung für den Einlaß am
Regelkolben eine Kraft erzeugt, welche ihn wieder etwas in
die Zentralbohrung des Gehäuses hineindrückt. Dabei öffnet
der Betätigungsstift 12 wieder das Ventil 10, 11. Während
des Druckaufbaus bewegt sich also der Regelkolben 5 in
sehr rascher Folge vor und zurück, wobei die Ventilein
richtung 10, 11 ständig öffnet und schließt, und der
Auslaßdruck gegenüber dem Einlaßdruck im Verhältnis der
druckbeaufschlagten Flächen gemindert wird.
In Abhängigkeit von der Radlast wird über die Aufhängungs
feder 25 der Federsitz 23 mehr oder weniger stark in
Richtung auf das Gehäuse 1 gedrückt. Dabei wird das im
Raum 29 eingeschlossene Fluid lastabhängig unter Druck
gesetzt. Der im Raum 29 erzeugte Druck entspricht dem
Quotienten aus der über die Aufhängungsfeder 25 einge
leiteten Kraft aus der Radlast und der Querschnittsfläche
A.
Durch diesen Druck wird der Kolbenstützteller und damit
der Regelkolben mit einer Reaktionskraft beaufschlagt,
welche dem Produkt dieses Druckes und der Querschnitts
fläche B entspricht. Es findet also eine Kraftuntersetzung
der Radlast auf die Ansteuerkraft des Regelkolbens 5
statt. Durch diese Ansteuerkraft wird der Regelkolben 5
lastabhängig in Öffnungsrichtung des Ventils 10, 11 beauf
schlagt. Dies führt zu einer Umschaltdruckerhöhung, welche
durch die Wahl der Federsteifigkeit der Regelfeder 21 und
das Verhältnis der druckbeaufschlagenden Flächen an die
jeweils für ein bestimmtes Fahrzeug erforderlichen Ver
hältnisse angepaßt werden kann.
Bei Druckabbau im Einlaß verschiebt sich zunächst der
Regelkolben 5 soweit aus der Zentralbohrung des Gehäuses 1
heraus, bis der Anschlagring 18 an den Sicherungsring 17
anliegt, wodurch der Auslaßdruck durch Volumenvergrößerung
des Auslaßraums abgebaut wird. Von da an geschieht der
Druckabbau im Auslaß dadurch, daß der Überdruck im Auslaß
das Ventilschließglied 11 gegen die Kraft der Ventilfeder
13 verschiebt und damit das Ventil 10, 11 öffnet, bis das
Ventil 10, 11 durch den dann am Gehäuse 1 anliegenden
Betätigungsstift 12 in geöffneter Stellung gehalten wird.
Der in Fig. 2 dargestellte Twinregler weist den
prinzipiell gleichen Aufbau und dieselbe Funktion auf, so
daß im folgenden nur die Unterschiede zwischen diesen
beiden Ausführungsformen der Erfindung erläutert werden.
Für einander entsprechende Teile werden in beiden Figuren
dieselben Bezugszeichen gewählt.
Das Gehäuse 1 weist hierbei zwei Hauptbohrungen auf, in
denen jeweils ein Regelkolben 5 vorgesehen ist, und an die
jeweils eine Anschlußbohrung für den Einlaß 2 und eine
Anschlußbohrung für den Auslaß 3 angeschlossen ist. Die
Beaufschlagung der Regelkolben 5 geschieht nicht wie in
Fig. 1 direkt über den Kolbenstützteller 20, sondern über
ein wippenförmig auf einem Stößel 36 gelagertes
Verteilerelement 35.
Die auf dem Gehäuse 1 herausragenden Enden der Regelkolben
5 sind zum Verteilerelement 35 hin abgesetzt, wobei sich
an diesem Absatz jeweils eine Feder 37 abstützt, deren
anderes Ende das Verteilerelement 35 beaufschlagt.
Das Verteilerelement 35 dient zum Ausgleichen von
Schließwegtoleranzen; um eine reibungsfreie Schwenk
bewegung des Verteilerelementes 35 zu gestatten, ist
zwischen dem Regelkolbenende und dem Angriffspunkt des
Verteilerelements 35 jeweils eine Kugel 38 als Zwischen
element vorgesehen. Der Stößel 36, der mit einem Ende am
Kolbenstützteller 20 verschweißt ist, weist an seinem
anderen Ende eine konisch in eine Rundung übergehende Form
auf. Der zugehörige Ausschnitt 39 seines Widerlagers am
Verteilerelement 35 weist in seinem konischen Bereich eine
größere Steigung auf. Die Steigung ist dabei so gewählt,
daß bei Ausfall eines Bremskreises, - wobei der
Regelkolben 5 dieses Kreises in seiner Ausgangsstellung
verbleibt, während der andere in Schließstellung des
Ventils 10, 11 bewegt wird - die beiden konischen Flanken
des Stößels 36 und des Verteilerelementes 35 aneinander
anschlagen und von diesem Zeitpunkt an die gesamte
Ansteuerkraft des Stößels 36 auf den noch intakten Kreis
übertragen wird, wodurch sich der Umschaltdruck des
intakten Kreises erhöht.
Claims (5)
1. Druckregeleinrichtung, insbesondere für druckmittel
betätigbare Kraftfahrzeugbremssysteme mit einem Ge
häuse, das mindestens einen Druckmitteleinlaß und einen
Druckmittelauslaß aufweist, deren Verbindung durch
jeweils eine Ventileinheit gesteuert wird, die durch
eine, einer Einleitungskraft proportionalen Ansteuer
kraft angesteuert wird, wobei die Druckregeleinrich
tung im wesentlichen im Innenraum einer Aufhängungs
feder angeordnet ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Transformation von Ein
leitungskraft auf Ansteuerkraft ein durch eine
Membrane (22) eingeschlossenes Fluid dient, wobei die
Ventileinrichtung (10, 11) durch eine Teilfläche (B)
der Membrane (22) in Öffnungsrichtung beaufschlagbar
ist.
2. Druckregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ventileinheit
aus einem in einem Regelkolben (5) angeordneten
Ventilsitz (10) mit einem diesem zugeordneten,
federbelasteten Ventilschließglied (11) besteht.
3. Druckregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Membrane (22) als Rollmembran ausgeführt ist und
zwischen allen relativ zueinander verschiebbaren, die
Membrane (22) beaufschlagenden Teilen, beispielsweise
einem Federsitz (23), einer Stützhülse (30) und einem
Kolbenstützteller (20), radial umlaufende
Ausstülpungen aufweist.
4. Druckregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Gehäuse (1) und dem Kolbenstützteller
(20) eine Regelfeder (21) angeordnet ist.
5. Druckregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen Federsitz (23) und Stützhülse (30) ein
Gleitring (31) vorgesehen ist.
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee | ||
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Owner name: ITT AUTOMOTIVE EUROPE GMBH, 60488 FRANKFURT, DE |