DE3711370A1

DE3711370A1 - Hydraulisches bremssystem

Info

Publication number: DE3711370A1
Application number: DE19873711370
Authority: DE
Inventors: Alfred Birkenbach
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1987-04-04
Filing date: 1987-04-04
Publication date: 1988-10-20

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Bremssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bremsflüssigkeiten, die im hydraulischen Bremssystem von Kraftfahrzeugen Verwendung finden, sieden erst bei sehr hohen Temperaturen. Der hohe Siedepunkt ist notwendig, weil die Bremsflüssigkeit in den und nahe den Energie vernichtenden Bremsen sehr heiß wird und weil eine Dampfblasenbildung bei siedender Flüssigkeit zu einer Störung bzw. zu einem Ausfall der Bremswirkung führen würden. Weil sich die Bremsflüssigkeitsbehälter wie z.B. Bremsschläuche nicht gänzlich gegen Wasser oder Feuchtigkeit abdichten lassen und weil die heute bekannten Bremsflüssigkeiten stark hygroskopisch, d.h. wasser aufnehmend sind, sinkt mit steigendem Wassergehalt in einer Bremsflüssigkeit die Siedetemperatur und die Bremswirkung ist gefährdet.

Aus der DE-OS 23 32 394 (Anspruch 1) ist ein hydraulisches Bremssystem für Kraftfahrzeuge mit einer Bremsflüssigkeit, die bei Uberschreiten einer bestimmten Temperatur zur Dampfblasenwirkung neigt, bekannt. Das Bremssystem ist so ausgebildet, daß zumindest nach erfolgtem Bremsvorgang mindestens ein Teil der Bremsflüssigkeit unter einem so hohen Druck steht, daß der Siedepunkt der Bremsflüssigkeit erst bei Temperaturen erreicht wird, wie sie beim und nach dem Bremsen nicht auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Ventilanordnung für ein hydraulisches Bremssystem mit einer zeit- und teilweise unter einem hohen Druck stehenden Bremsflüssigkeit anzugeben, die nach dem Evakuieren des Bremssystems (Erzeugung eines Vakuums im Bremsystem) ein Befüllen des Bremssystems mit einer Bremsflüssigkeit unter Vakuum ermöglicht.

Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ventilanordnung in einer Scheibenbremse,

Fig. 2 eine zweite Ventilanordnung in einer Scheibenbremse,

Fig. 3 eine Ventilanordnung für eine Trommelbremse,

Fig. 4 einen Korb

Fig. 5 ein Diagramm.

Fig. 1 zeigt eine Teilbelag-Scheibenbremse in schematischer Darstellung. Eine Bremsscheibe 1 ist zwischen zwei Bremsbelägen 2, 3, die Reibbeläge 4, 5 aufweisen, angeordnet. Der Bremsbelag 2 ist an einem Sattel 6 befestigt, der einen Zylinder 7 aufweist, in dem ein Kolben 8 geführt ist. Der Bremsbelag 3 ist an dem Kolben 8 angeordnet. Mit Hilfe eines Rückholringes 8 (roll-back-ring) ist ein aktives Lüftspiel zwischen Reibbelag 4 und Bremsscheibe 1 einstellbar. In einer Nut 9 des Kolbens 8 ist ein Simmering 11 angeordnet, der als Anschlagelement für das eine Ende einer Tellerfeder 12 dient. Das andere Ende der Tellerfeder 12 liegt an einem Reibring 13. Der Reibring 13 ist mit Reibhaftung auf einen Bolzen 15 eines Stufenkolbens 14 angeordnet. Der Stufenkolben 14, im folgenden Mittelteil genannt, weist neben dem Bolzen 15 einen Boden 16 und einen röhrenförmigen Abschnitt 17 auf, im folgenden Röhre genannt, deren Außenflächen 18 an der Zylinderinnenwand 19 anliegen. Mit Hilfe einer Ringdichtung 20 wird der Zylinder 7 in zwei hermetisch getrennte Kammern 21 und 22 geteilt. In einer Nut 23 der Röhre 17 ist ein Anschlagring 24 angeordnet. Der Anschlagring 24 dient als Anschlagelement für einen rohrförmigen Abschnitt 26, im folgenden Buchse genannt, eines Ventilteiles 25. Das Ventilteil 25 weist zwei weitere rohrenförmige Abschnitte 27, 28 auf, im folgenden Buchsen genannt. Ein Ventilteil 30, im folgenden Ventilkugel genannt, ist über einen Dichtungsring 31 mit einer Durchlaßöffnung 32 und eine Federhaltebuchse 33 auf der einen Seite und von einer Feder 34 auf einer anderen Seite abgestützt. Der Dichtungsring 31 und die Federhaltebuchse 33 bilden einen Ventilsitz 31, 33 für die Ventilkugel 30, der auf dem als Anschlagelement dienenden Ventilteil 25 abgestützt ist. Die Feder 34 ist auf dem Ventilteilboden 29 gestützt. Die Federhaltebuchse 33 trägt eine zweite Feder 35, die auf ihrer zweiten Seite von einem Kolben 36, im folgenden Teller genannt, abgestützt ist. Der Teller 36 weist einen Boden 37 und eine Wand 38 auf. Der Zylinder 7 weist drei verschiedene Bohrungen 39, 40 und 41 auf. Zwischen dem Teller 36 und der Bohrung 40 trennt ein Dichtungsring 42 die Kammer 22 und eine weitere Kammer 43 in zwei hermetisch getrennte Kammern 22, 43. Nach dem Einsetzen der Feder 34, der Ventilkugel 30, des Dichtungsringes 31, der Federhaltebuchse 33 und der Feder 35 wird der Teller 36 mit Hilfe eines Ringes 70 und zweier Nuten 71, 72 in dem Teller 36 und dem Ventilteil 25 unlösbar auf dem Ventilteil 25 aufgesetzt. Ein Dichtungsring 73 zwischen dem Anschlagring 24 und dem Ventilteil 25 verhindert ein Entweichen der unter 2 bar Überdruck stehenden Bremsflüssigkeit aus der Kammer 46.

Beim Evakuieren von Luft durch ein Entlüftungsventil 44, im folgenden Rückschlagventil genannt, wird in der Kammer 22 ein Vakuum erzeugt. Damit wird der Kolben 8 in eine Ausgangsstellung zurückgezogen. Dieses Vakuum wird durch die Bohrung 45 auch auf eine Kammer 46 ausgedehnt. Damit fahren in einer ersten Möglichkeit Mittelteil 14 und Ventilteil 25 an ihren Flächen 47, 48 zusammen und das Vakuum wird auch in der Kammer 21 erzeugt. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, daß die Ventilkugel 30 öffnet, (in Richtung 53 gegen die Feder 34 zurückbewegt wird,) ein Vakuum in der Kammer 21 erzeugt wird und danach die Flächen 47, 48 zusammenfahren. Die Entscheidung zwischen erster und zweiter Möglichkeit ist abhängig von der Federkraft der Feder 34 und der Reibung des Dichtungsringes 42. Vorteilhaft ist die Federkraft und die Reibungskraft für die zweite Möglichkeit ausgelegt. Der atmosphärische Druck wirkt durch die Bohrung 41 und drückt den Teller in Richtung 53. Über einen Anschluß 49 und einen Schlauch 50 kann nach Öffnen eines Ventils 51 Bremsflüssigkeit 52, die dem atmosphärischen Druck unterliegt, in die mit Vakuum beaufschlagten Kammern 21, 46 und 22 eindringen. Bei einer Bremsbetätigung wird der Kolben 8 bei einem Druck kleiner 1 bar in Richtung 53 bewegt, weil der Bohrungsdurchmesser 54 der Bohrung 40 kleiner als der Bohrungsdurchmesser 55 der Bohrung 39 ist (F=p×A=p×(A1-A2)). Dabei ist die Reibung des Reibringes 13 auf dem Bolzen 15 so bemessen, daß sich der Kolben 8 und das Mittelteil 14 gemeinsam in die Richtung 53 bewegen. Der Kolben 8 und das Mittelteil 14 führen keine Relativbewegung gegeneinander aus; die Reibung des Dichtringes 42 wird überwunden, das Ventilteil 25 und der Teller 36 werden gemeinsam mit dem Kolben 8 und dem Mittelteil 14 in Richtung 53 bewegt. Wenn der Bremsdruck 2 bar übersteigt, wird das Rückhalteventil 56, das das Ventilteil 25, die Ventilkugel 30, den Dichtungsring 31, die Federhaltebuchse 33, die beiden Federn 34 und 35 aufweist, überströmt, und der Teller 36 mit seiner Bodenfläche 57 gegen die Zylinderfläche 58 geschoben. Hierbei wird die Tellerfeder 12 gespannt. Nach Überbrückung des Spieles X wird bei Verschleiß der Beläge der Reibring 13 auf dem Bolzen 15 verschoben. Die Feder 34 reagiert schon bei geringen Überdrücken und/oder bei der Vakuumerzeugung. Die Tellerfeder 12 hält einen Druck großer als 2 bar, die Feder 35 ist vorgespannt und hält einen Druck von 2 bar.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Teilbelagscheibenbremse mit einer weiteren Ausführungsform einer Ventilanordnung. Das Mittelteil 14 weist in axialer Richtung im Bereich seiner Röhre 17 eine erste Bohrung 59 und im Bereich des Bolzens 15 eine zweite Bohrung 60 mit einem geringeren Bohrungsdurchmesser auf. Der Bolzen 15 weist senkrecht auf der axialen Richtung eine dritte Bohrung 61 auf, die die Kammer 22 mit der zweiten Bohrung 60 verbindet. Die Feder 34 stützt sich an einer Abstützfläche 62 des Bolzens 15 mit ihrem ersten Ende und mit ihrem zweiten Ende an einer Ventilbuchse 63 ab. Die Ventilbuchse 63 dient als Lagerschale der Ventilkugel 30. Die Ventilkugel 30 ist an der der Ventilbuchse 63 gegenüberliegenden Fläche mit einem Stift 64 eines T-Stückes 65 ortsfest gehalten, der die Ventilkugel 30 in eine Bohrung 66 der Ventilbuchse 63 hineindrückt. Die Ventilkugel 30 liegt in einem Ventilsitz 67, 68 mit einer Dichtung 67, die die Bohrungen 59 und 60 hermetisch trennt. Die Dichtung 67 ist in einem Dichtungslager 68 eingebettet, das gleichzeitig als Führungselement für die Feder 35 dient. Die Feder 35 ist an dem Anschlagring 24 der in der Nut 23 der Röhre 17 gelagert ist, an ihrem anderen Ende abgestützt. Das T-Stück 65 weist im Bereich des T-Balkens einen Dichtungsring 42 auf, der die Kammern 21 und 43 hermetisch trennt.

Beim Evakuieren wird das T-Stück 65 angesaugt und die Ventilkugel 30 aufgestoßen. Beim Bremsen wird das T-Stück 65, im folgenden Kolben mit Halbdurchmesser 69 genannt, nach rechts gegen den Anschlag gefahren und das Rückhalteventil arbeitet, so daß ein Restdruck von ca. 2 bar auf dem Bremskolben 8 liegt. Die Haltekraft der Tellerfeder 11 ist so ausgelegt, daß eine Verschiebung nur größer 2 bar stattfindet.

Der Reibring 13 wird nur verschoben, wenn der Kolbenhub größer als das Spiel "X" ist.

Fig. 3 zeigt eine Ventilanordnung, die vorteilhaft für eine Trommelbremse geeignet ist. Die Ventilanordnung weist eine Kupplung 80 und einen Stecker 81 auf, die mit ihren Gewinden 82 ineinander verschraubt sind. In einem radialen Einschnitt 83, im folgenden Nahtstelle genannt, zwischen der Kupplung 80 und dem Stecker 81 ist ein Dichtring 84 angeordnet. Der Stecker 81 weist einen Einführstutzen 85 mit einem Gewinde 86 auf, der zum Anschluß eines (nicht dargestellten) Bremsschlauches zu einer (nicht dargestellten) Trommelbremse (Br) dient. Von dem Einführstutzen 85 führt eine Durchgangsbohrung 87 zu einer weiteren Bohrung 88, die eine Bohrungsinnenwand 89 mit einer Nut 90 aufweist.

Ein weiterer Einführstutzen 91 mit einem Gewinde 92 dient zum Anschluß eines (nicht dargestellten) Bremsschlauches, der zu einem (nicht dargestellten) Bremszylinder, insbesondere Tandemhauptzylinder, (THZ) führt. In der Bohrung 88 des Steckers 81 und in der Bohrung 94 der Kupplung 80 ist ein in axialer Richtung bewegbarer Ventilsitz 95, im folgenden Stopfen genannt, angeordnet. Der Stopfen 95 weist einen abgestuften Kegel 96, ein zylinderförmiges Hauptteil 97 mit einer Nut 98 und ein zylinderförmiges Endteil 99 mit einer Nut 100 auf. Durch den Stopfen 95 führt eine Bohrung 101 in axialer Richtung. In der Nut 98 des Hauptteiles 97 ist ein Dichtkörper 102 angeordnet, der zwei Kammern 103 und 104 hermetisch trennt. Ein weiterer Dichtkörper 105 trennt die Kammer 104 von einer weiteren Kammer 106. Ein Korb 107, in dem die Ventilkugel 30 gelagert ist, schlägt einerseits gegen einen Anschlagring 108 und andererseits gegen eine Feder 109. Auf dem Kegel 96 ist eine weitere Feder 110 geführt, die sich einerseits auf den Stopfen 95 und andererseits auf der Fläche 111 der Kupplung 80 abstützt.

Bei einer Vakuumbefüllung wird aus Richtung der Trommelbremse, also aus Richtung des Einführstutzens 85 Luft abgesaugt bzw. ein Vakuum erzeugt. Dabei überwindet der Korb 107 mit seiner Ventilkugel 30 den Widerstand der Feder 109, so daß über die Bohrung 101 das Vakuum zum Einführstutzen 91 weitergegeben werden kann. Beim Bremsvorgang wird über den Einführstutzen 91 ein Druck aufgebaut, wobei der Widerstand der Feder 109 schon bei Überdrücken kleiner 1 bar reagiert und die Ventilkugel einen Durchfluß der Bremsflüssigkeit vom Stutzen 91 zum Stutzen 85 ermöglicht. Ist der Bremsvorgang beendet, so wird die Bremsflüssigkeit im Bereich des Stutzens 85 unter einem Überdruck von 2 bar gehalten, weil bei jedem Druck über 2 bar die Flüssigkeit durch den Korb 107 am Anschlagring 108 vorbei auf den Stopfen 95 wirkt und den Stopfen 95 gegen die vorgespannte Feder 110 drückt und durch die Bohrung 101 abfließt. Dabei begrenzt der Anschlagring 108 die Bewegung des Ventilteiles 30 in Richtung des Stopfens 95; das Ventilteil 30 stützt sich an den Anschlagring 108 ab. Wird im Bereich des Einführstutzen 85 ein Überdruck von 2 bar erreicht, so drückt die Feder 110 ein Bohrungsende 112 des Stopfens 95 auf die Ventilkugel 30 und die Kammer 103 und 106 sind hermetisch getrennt.

Fig. 4 zeigt den Korb 107 mit einer Brücke 112 und zwei Seitenteilen 113 und 114.

Die Ventilanordnung ist ein druckgesteuertes 2-Richtungsvordruckventil, die bei Unterdruck und bei kleinen Überdrücken in eine erste Richtung 53 öffnet und bei einem Überdruck von vorteilhaft gewählten 2 bar in eine zweite (entgegengesetzte) Richtung öffnet. Ein kleiner Überdruck von 0,1 bar bedeutet einen Druck von 0,1 bar über den atmosphärischen Druck, also insgesamt 1,1 bar atmosphärischer oder Normaldruck. Das Vordruckventil 30, 31, 33, 34, 35, 67, 68, 95, 109, 110, 112 wird bei einem Unterdruck geöffnet. Das Vordruckventil weist zwei Federn 34, 35, 109, 110, ein in eine erste Richtung verschiebbares Ventilteil 30, 63, 112 bis 114 und einen in eine zweite Richtung verschiebbaren Ventilsitz 31, 33, 67, 68, 95, 112 auf. In einer Ruhestellung sind der Ventilsitz und das Ventilteil aneinander abgestützt. Nach dem Verschieben des Ventilteiles bzw. des Ventilsitzes ist die Bewegung des Ventilsitzes bzw. Ventilteiles von einem Anschlagelement 16, 27, 64, 108 begrenzt.

Fig. 5 zeigt den Siedepunkt einer Bremsflüssigkeit in Abhängigkeit eines Überdruckes. Dabei ist auf einer zweiten Skala eine Temperaturdifferenz Delta/Theta aufgezeichnet, die die Differenz des Siedepunktes bei Überdruck zum atmosphärischen Druck angibt. Bei 2 bar Überdruck ergibt sich bei einer Bremsflüssigkeit ein Delta/Theta von etwa 45°C, wobei der Siedepunkt von etwa 150°C auf 195°C angehoben wird.

Bezugszeichenliste:   1 Bremsscheibe
  2 Bremsbelag
  3 Bremsbelag
  4 Reibbelag
  5 Reibbelag
  6 Sattel
  7 Zylinder
  8 Kolben
  9 Rückholring (roll back ring)
10 Nut
11 Simmering
12 Tellerfeder
13 Reibring
14 Stufenkolben
15 Bolzen
16 Boden
17 Röhre
18 Ringaußenfläche
19 Zylinderinnenwand
20 Ringdichtung
21 Kammer
22 Kammer
23 Nut
24 Anschlagring
25 Ventilteil
26 Buchse
27 Buchse
28 Buchse
29 Ventilteilboden
30 Ventilkugel
31 Dichtungsring
32 Durchlaßöffnung
33 Federhaltebuchse
34 Feder
35 Feder
36 Teller
37 Boden
38 Rand
39 Bohrung
40 Bohrung
41 Bohrung
42 Dichtungsring
43 Kammer
44 Entlüftungsventil
45 Bohrung
46 Kammer
47 Fläche
48 Fläche
49 Anschluß
50 Schlauch
51 Ventil
52 Bremsflüssigkeit
53 Richtung
54 Bohrungsdurchmesser
55 Bohrungsdurchmesser
56 Rückhalteventil
57 Bodenfläche
58 Zylinderfläche
59 erste Bohrung
60 zweite Bohrung
61 dritte Bohrung
62 Anschlagfläche
63 Ventilbuchse
64 Stift
65 T-Stück
66 Bohrung
67 Dichtung
68 Dichtungslager
69 T-Balkenhalbdurchmesser
70 Ring
71 Nut
72 Nut
73 Dichtungsring
74 -
75 -
76 -
77 -
78 -
79 -
80 Kupplung
81 Stecker
82 Gewinde
83 Nahtstelle
84 Dichtring
85 Einführstutzen
86 Gewinde
87 Durchgangsbohrung
88 Bohrung
89 Bohrungsinnenwand
90 Nut
91 Einführstutzen
92 Gewinde
93 Durchgangsbohrung
94 Bohrung
95 Stopfen
96 Kegel
97 Hauptteil
98 Nut
99 Endteil
100 Nut
101 Bohrung
102 Dichtkörper
103 Kammer
104 Kammer
105 Dichtkörper
106 Kammer
107 Korb
108 Anschlagring
109 Feder
110 Feder
111 Fläche
112 Bohrungsende

Claims

1. Hydraulisches Bremssystem für Kraftfahrzeuge mit einem Vordruckventil und einer Bremsflüssigkeit, die teil- und zeitweise unter einem größeren Druck als der atmosphärische Druck steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Vordruckventil (30, 31, 33, 34, 35, 67, 68, 95, 109, 110, 112) bei einem Unterdruck geöffnet wird.

2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vordruckventil (30, 31, 33, 34, 35, 67, 68, 95, 109, 110, 112) zwei Federn (34, 35, 109, 110), ein in eine erste Richtung verschiebbares Ventilteil (30, 63, 112 bis 114) und einen in eine zweite Richtung verschiebbaren Ventilsitz (31, 33, 67, 68, 95, 112) aufweist.

3. Bremssystem nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ruhestellung der Ventilsitz (31, 33, 67, 68, 95, 112) und das Ventilteil (30, 63, 112 bis 114) aneinander abgestützt sind und daß nach dem Verschieben des Ventilteiles (30, 63, 112 bis 114) bzw. des Ventilsitzes (31, 33, 67, 68, 95, 112) die Bewegung des Ventilsitzes (31, 33, 67, 68, 95, 112) bzw. des Ventilteiles (30, 63, 112 bis 114) von einem Anschlagelement (16, 27, 64, 108) begrenzt ist.

4. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vordruckventil (30, 31, 33, 34, 35) in einem zweiten Ventilteil (25) mit röhrenförmigen Abschnitten (26 bis 28) und einem Kolben (36) angeordnet ist (Fig. 1).

5. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (25) in einem röhrenförmigen Abschnitt (17) eines Stufenkolbens (14) angeordnet ist, der eine Bohrung (45) und einen Bolzen (15) aufweist (Fig. 1).

6. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vordruckventil (30, 34, 35, 63, 67, 68) in einen Stufenkolben (14) angeordnet ist, der einen Bolzen (15) und Bohrungen (59 bis 61) aufweist (Fig. 2).

7. Bremssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (14) einen Boden (16) aufweist, der als Anschlagelement (16) für den Ventilsitz (67, 68) dient (Fig. 2).

8. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolben (8) mit einer Feder (12) über einen Reibring (13), der mit Reibhaftung auf dem Bolzen (15) angeordnet ist, mit dem Stufenkolben (14) in Eingriff steht und daß an dem Kolben (8) ein Bremsbelag (3) einer Scheibenbremse angeordnet ist (Fig. 1, 2).

9. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vordruckventil (30, 95, 190 bis 114) in einer Kupplung (80) und einem Stecker (81) angeordnet ist, die miteinander verschraubt sind (Fig. 3).

10. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Ventilteil (30) an einem Bohrungsende (112) des Ventilsitzes (95) abstützt und daß der Ventilsitz (95) als Stopfen (95) mit einem Kegel (96), einem Hauptteil (97) und einem Endteil (99) ausgebildet ist (Fig. 3).

11. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Ventilteil (30) an einen Anschlagring (108) abstützt (Fig. 3).

12. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vordruckventil (30, 95, 109 bis 114) und der in der Kupplung (80) verschraubte Stecker (81) vor einer Trommelbremse angeordnet ist (Fig. 3).