DE4036607C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckregler nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Ein Druckregler dieser Gattung ist aus der EP-63 862 B1 bekannt. Solche Druckregler werden zwischen einem Hauptzylinder und einem oder mehreren Hinterrad­ bremszylindern angeordnet und lassen bei sanftem Bremsen das Bremsfluid mit dem im Hauptzylinder erzeugten Druck zu den Hinterradbremszylindern strömen. Wenn jedoch beim Bremsen eine vorbestimmte Verzögerung des Fahrzeugs über­ schritten wird, bewegt sich der Ventilkörper, der üblicherweise als Kugel ausgeführt ist, infolge seiner Massenträgheit gegenüber den Gehäuse des Druckreglers nach vorne, legt sich an den Ventilsitz an und sperrt dadurch den Verbindungskanal. Wird die Betätigung des Hauptzylin­ ders danach fortgesetzt und dadurch der Druck in der Ein­ laßkammer weiter gesteigert, so verschiebt sich der Stu­ fenkolben in Richtung zur Auslaßkammer und bewirkt dort einen Druckanstieg, der im Verhältnis zum Druckanstieg in der Einlaßkammer vermindert ist. Dadurch soll vermieden werden, daß die Hinterräder des Fahrzeugs blockieren.

Bei dem aus der EP 63 862 B1 bekannten Druckregler ist eine ortsfeste ringförmige Zwi­ schenwand des Gehäuses zwischen einem Stufenkolben und einem Ventilkörper von verhältnismäßig geringer träger Masse angeordnet. Die Zwischenwand bildet einen Ven­ tilsitz, und der Ventilkörper ist an einem axial beweg­ lichen Käfig befestigt, der mit einer als Trägheitskörper dienenden Kugel von erheblicher träger Masse zu gemein­ samer Axialbewegung fest verbunden ist.

In bestimmten Fällen, wenn der Rotor einer angeschlossenen Rad­ bremse Verformungen aufweist, die meist infolge Überhitzung bei einer vorangegangenen Bremsung entstanden sind und bei einer Bremsscheibe als Planschlag, bei einer Bremstrommel als Radialschlag bezeichnet werden können, können solche Verformungen bewirken, daß der Bremsmotor beim Betätigen der Bremse mit einer von seiner Dreh­ geschwindigkeit abhängenden Frequenz den zugehörigen Bremskolben zurückschlägt und dadurch Druckstöße im zuge­ hörigen Radbremszylinder erzeugt, die sich bis in die Aus­ laßkammer des Druckreglers fortpflanzen.

Das kann zur Folge haben, daß Bremsfluid derart kräftige Impulse auf den Ventilkörper ausübt, daß dieser wiederholt von seinem Ventilsitz weggestoßen wird. In einem solchen Fall kann in den Intervallen zwischen den vom Radbrems­ zylinder in die Auslaßkammer des Druckreglers fortge­ pflanzten Druckstößen Bremsfluid aus der Einlaßkammer in die Auslaßkammer nachströmen, so daß in der Auslaßkammer ein durchschnittlicher Druck entsteht, der sich nicht in der gewollten Weise vom Druck in der Einlaßkammer unter­ scheidet und somit zu einer Überbremsung der angeschlos­ senen Räder führt.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Druckregler für hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen zu schaffen, der von Druckstößen der beschriebenen Art weniger beeinflußt wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Damit wird erreicht, daß der Ventilkörper beim Bremsen von Druckstößen der genannten Art weniger beeinflußt wird und sich somit zuverlässiger als bisher an seinen Ventilsitz anlegt und an ihm anliegend bleibt, so daß er den Verbin­ dungskanal sperrt, wenn und solange das Fahrzeug, in das der Druckregler eingebaut ist, eine vorbestimmte Bremsver­ zögerung erreicht. Dabei ergänzen sich die im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 beschriebenen Maßnahmen. Der in an sich bekannter Weise (DE 28 55 096 B2) als glocken­ förmiger Elastomerkörper mit einem zum Ventilsitz hin offenen Hohlraum ausgebildete Ventilkörper kann sich bei stoßartigem Druckanstieg in der Auslaßkammer weiten und in gewissen Grenzen auch axial bewegen, ohne sich von seinem Ventilsitz zu lösen. Infolge des Axialspiels des Träg­ heitskörpers in seinem Käfig sind solche Bewegungen des Ventilkörpers möglich, ohne daß gleichzeitig der Träg­ heitskörper in Bewegung gesetzt wird.

Der Käfig ist vorzugsweise durch eine in dem Verbindungs­ kanal geführte Stange mit dem Ventilkörper verbunden.

Die gesamte träge Masse des Ventilkörpers, der Stange und des Käfigs beträgt vorzugsweise nicht mehr als 5% der trägen Masse des Trägheitskörpers.

Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich, wenn der Trägheitskörper in der Auslaßkammer angeordnet ist. Der Trägkeitskörper kann aber auch, wie bisher üblich, in der Einlaßkammer angeordnet sein.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Verbindungskanal einen Kanalabschnitt aufweist, in dem der Ventilkörper angeord­ net ist und nur einen Ringraum freiläßt, dessen engster von Bremsfluid durchströmbarer Querschnitt eine Breite von 0,5 bis 2 mm hat. Damit wird erreicht, daß der Ventilkör­ per sich unabhängig von der erreichten Fahrzeugverzögerung schon dann an den Ventilsitz anlegt, wenn infolge beson­ ders plötzlicher Bremsbetätigung in dem genannten Kanal­ abschnitt eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit der Bremsflüssigkeit überschritten wird, wodurch in dem genannten Querschnitt ein Sog entsteht.

Schließlich ergibt sich eine besonders platzsparende Bau­ weise, wenn der Ventilkörper im Stufenkolben angeordnet ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgen­ den anhand einer schematischen Zeichnung mit weiteren Ein­ zelheiten beschrieben. Fig. 1 und 2 sind Axialschnitte durch je einen erfindungsgemäßen Druckregler.

Jeder der beiden dargestellten Druckregler hat ein rota­ tionssymmetrisches, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 10, das in ein Fahrzeug normalerweise so eingebaut wird, daß seine Achse A sich nach vorne ansteigend in oder parallel zur Längsmittelebene des Fahrzeugs erstreckt. Falls der Druckregler auf Querbeschleunigungen infolge Kurvenfahrt eines Fahrzeugs reagieren soll, wird er ent­ sprechend in das Fahrzeug eingebaut; die Achse A erstreckt sich dann quer zur Fahrzeuglängsrichtung.

Bei dem Druckregler gemäß Fig. 1 hat das Gehäuse 10 einen hinteren Bohrungsabschnitt 12 von größerem Durchmesser und einen vorderen Bohrungsabschnitt 14 von kleinerem Durch­ messer sowie eine vordere Stirnwand 16. Hinten ist das Gehäuse 10 durch einen eingeschraubten Stopfen 18 abge­ schlossen. Der Stopfen 18 weist einen Hauptzylinder­ anschluß 20 auf, über den sich der Druckregler an einen Hauptzylinder einer Fahrzeugbremsanlage anschließen läßt. Durch den Stopfen 18 sind ein abgestuft zylindrischer, rohrförmiger Einsatz 22 sowie eine scheibenförmige Blende 24 im Gehäuse 10 festgehalten. Die Blende 24 hat mehrere düsenartige Löcher 26, die in gleichen Abständen rings um die Achse A angeordnet sind.

Der Einsatz 22 hat an seiner Innenseite Längsrippen 28, die sich über etwas mehr als die hintere Hälfte des Ein­ satzes erstrecken. Dort ist eine Einlaßkammer 30 ausgebil­ det, die einen an den Längsrippen 28 abrollbaren kugelför­ migen Trägheitskörper 32 aufnimmt und nach vorne durch einen ringförmigen Absatz 34 begrenzt ist. An den Absatz 34 schließt sich eine axiale Zylinderbohrung 36 im vorderen Teil des Einsatzes 22 an. Der Durchmesser der Zylinderbohrung 36 ist kleiner als der Durchmesser des vorderen Bohrungsabschnittes 14 des Gehäuses 10. Der Träg­ heitskörper 32 ist in Fig. 1 in seiner Ruhestellung abge­ bildet, in der er an der Blende 24 anliegt.

In der Zylinderbohrung 36 sowie im vorderen Bohrungs­ abschnitt 14 sind entsprechende Abschnitte eines Stufen­ kolbens 38 geführt, der mit seiner kleineren Stirnfläche die Einlaßkammer 30 begrenzt und mit seiner größeren Stirnfläche innerhalb des vorderen Bohrungsabschnittes 14 eine Auslaßkammer 40 begrenzt. An die Einlaßkammer 30 an­ schließend ist im Stufenkolben 38 ein in axialer Richtung langgestreckter, zylindrischer Kanalabschnitt 41 ausgebil­ det, der zusammen mit einer sich an ihn anschließenden engeren axialen Bohrung 42 einen sich durch den Stufenkol­ ben 38 hindurcherstreckenden Verbindungskanal zwischen Einlaßkammer 30 und Auslaßkammer 40 bildet. In diesem Ver­ bindungskanal ist am Übergang vom Kanalabschnitt 41 zur Bohrung 42 ein ebener, ringförmiger Ventilsitz 44 ausge­ bildet.

Dem Ventilsitz 44 ist ein Ventilkörper 46 aus einem Elastomeren zugeordnet, der an einer axialen Stange 48 befestigt ist. Der Ventilkörper 46 ist ein glockenförmiger Elastomerkörper von beträchtlicher Elastizität in axialer und radialer Richtung, der einen dem Ventilsitz 44 zuge­ wandten kreisförmigen Dichtrand aufweist. Zwischen dem Ventilkörper 46 und der zylindrischen Wand der Vertiefung 41 bleibt ein schmaler Ringraum 49 frei, dessen engster von Bremsfluid durchströmbarer Querschnitt nicht mehr als 2 mm breit ist.

Die Stange 48 ist in der Bohrung 42, ohne selber abzu­ dichten, axial verschiebbar geführt und ist mit einem Käfig 50 vernietet, der den Trägheitskörper 32 mit Spiel in axialer Richtung umschließt. Das axiale Spiel des Träg­ heitskörpers 32 ist größer als der normale Schließhub des Ventilkörpers 46. Der Käfig 50 ist von einem vierarmigen Kreuz aus Stahlblech gebildet, dessen Arme derart gebogen sind, daß sie den Trägheitskörper 32 mit dem genannten Axialspiel umgreifen. Die gesamte träge Masse des Ventil­ körpers 46, der Stange 48 und des Käfigs 50 beträgt nur ungefähr 3% der trägen Masse des Trägheitskörpers 32.

Die vordere Stirnwand 16 des Gehäuses 10 weist einen Rad­ zylinderanschluß 52 auf, über den der Druckregler im Ein­ bauzustand mit einem Zylinder einer oder mehrerer Radbrem­ sen verbunden ist. Dabei handelt es sich im allgemeinen um Hinterradbremsen; die Vorderradbremsen des Fahrzeugs werden meist unmittelbar vom Hauptzylinder mit Bremsflüs­ sigkeit versorgt. Wenn der Druckregler aber quer in ein Fahrzeug eingebaut und dazu vorgesehen ist, ein Überbrem­ sen bei Kurvenfahrt zu verhindern, können sämtliche Rad­ bremszylinder auf einer Fahrzeugseite mit dem Radzylinder­ anschluß 52 eines Druckreglers verbunden sein, während sämtliche Radbremszylinder auf der anderen Fahrzeugseite mit einem entsprechenden Anschluß eines zweiten gleichen, jedoch umgekehrt eingebauten, Druckreglers verbunden sind.

Als Strömungshindernis zwischen dem Verbindungskanal 42 und dem mit ihm fluchtenden Radzylinderanschluß 50 ist in der Auslaßkammer 40 gemäß Fig. 1 ein Drosselkörper 54 schwimmend angeordnet, der aus einer kreisförmigen Blech­ scheibe mit warzenförmigen Vorsprüngen 56 besteht. Dieser Drosselkörper 54 hat die Aufgabe, besonders heftige Druck­ stöße, die durch plötzliches Betätigen des Hauptbrems­ zylinders entstehen können, von den nachgeschalteten Rad­ bremszylindern fernzuhalten.

Der Druckregler gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten dadurch, daß der vordere Bohrungs­ abschnitt 14 auf dem größeren Teil seiner Länge den glei­ chen Durchmesser hat wie der hintere Bohrungsabschnitt 12, nach vorne hin sphärisch abgerundet ist und sich bis zum Radzylinderanschluß 52 erstreckt, so daß er die Auslaßkam­ mer 40 bildet. Der kugelförmige Trägheitskörper 32 ist in der Auslaßkammer 40 angeordnet und dort auf unmittelbar im Gehäuse 10 ausgebildeten Längsrippen 28 geführt. Der Ein­ satz 22 als gesondertes Bauteil entfällt, da der Stopfen 18 gemäß Fig. 2 zusätzlich zu dem Hauptzylinderanschluß 20 eine abgestufte Zylinderbohrung 36 aufweist, in welcher der Stufenkolben 38 geführt ist. Der Käfig 50 ist wie der Trägheitskörper 32 in der Auslaßkammer 40 angeordnet und mittels der Stange 48 durch den Verbindungskanal 42 hin­ durch am Ventilkörper 46 befestigt. Die Blende 24 und der Drosselkörper 54 entfallen. Der Trägheitskörper 32 ist in Fig. 2 in einer Stellung abgebildet, die er infolge einer Fahrzeugverzögerung erreicht hat, und in der er im Begriff ist, über den Käfig 50 den Ventilkörper 46 nach vorne zu ziehen und dadurch das Ventil zu schließen.

Bei beiden dargestellten Druckreglern ist der Ventilkörper 46 so angeordnet, daß er unmittelbar von Bremsflüssigkeit angeströmt werden kann, die beim Bremsen durch den Haupt­ zylinderanschluß 20 eintritt. Diese übt deshalb, wenn sie eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit erreicht, einen Impuls auf die dem Hauptzylinderanschluß 20 zugewandte Stirnfläche des Ventilkörpers 46 aus. In den Ringzonen zwischen dem Ventilsitz 44 und dem zugehörigen kreisför­ migen Dichtrand des Ventilkörpers 46 sowie zwischen der Außenfläche des Ventilkörpers 46 und der Wand des zylin­ drischen Kanalabschnitts 41 entsteht hingegen ein Sog. Diese unterschiedlichen Drücke bewirken, daß das Ventil selbsttätig schließt, wenn eine bestimmte Strömungs­ geschwindigkeit überschritten wird.

Wenn der Ventilkörper 46 sich an den ebenen Ventilsitz 44 angelegt hat, umschließt er rings um die Bohrung 42 einen Hohlraum, dessen Volumen sich in gewissen Grenzen ver­ größern kann, wenn vom Radzylinderanschluß 52 her Druck­ stöße durch die Bohrung 42 hindurch auf den Ventilkörper 56 einwirken. Dieser weitet sich in radialer und in axia­ ler Richtung, ohne sich vom Ventilsitz 44 abzuheben.

Claims (6)

1. Druckregler für hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen mit

• - einem Gehäuse (10), das einen Hauptzylinderanschluß (20) und eine damit verbundene Einlaßkammer (30) sowie einen Radzylinderanschluß (52) und eine damit verbundene Auslaß­ kammer (40) aufweist,
• - einem Stufenkolben (38), der mit einer kleineren Stirn­ fläche die Einlaßkammer (30), und mit einer größeren Stirnfläche die Auslaßkammer (40) begrenzt,
• - einem Verbindungskanal (41, 42) zwischen den beiden Kam­ mern (30, 40), der einen Ventilsitz (44) enthält, und
• - einem zwischen dem Hauptzylinderanschluß (20) und dem Ventilsitz (44) angeordneten Ventilkörper (46), wobei die­ ser Ventilkörper
• - von einem getrennt von ihm in einer der beiden genann­ ten Kammern (30, 40) angeordneten Trägheitskörper (32) gesteuert ist, der in einem mit dem Ventilkörper (46) verbundenen Käfig (50) vorgesehen ist,
• - eine im Verhältnis zur Masse des Träghkeitskörpers (32) geringe träge Masse hat,
• - sich bei Überschreiten einer bestimmten Fahrzeugverzö­ gerung an den Ventilsitz (44) anlegt und dadurch den Ver­ bindungskanal (41, 42) sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ventilkörper (46) und Trägheitskörper (32) ein Spiel in Bewegungsrichtung des Ventilkörpers (46) besteht, das größer als der normale Öffnungshub des Ventilkörpers (46) ist, und daß der Ventilkörper (46) ein glockenför­ miger Elastomerkörper mit einem zum Ventilsitz (44) hin offenen Hohlraum ist.

2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (50) durch eine in dem Verbindungskanal (41, 42) geführte Stange (48) mit dem Ventilkörper (46) verbunden ist.

3. Druckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte träge Masse des Ventilkörpers (46), der Stange (48) und des Käfigs (50) nicht mehr als 5% der trägen Masse des Trägheitskörpers (32) beträgt.

4. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träg­ heitskörper (32) in der Auslaßkammer (40) angeordnet ist.

5. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbin­ dungskanal (41, 42) einen Kanalabschnitt (41) aufweist, in dem der Ventilkörper (46) angeordnet ist und nur einen Ringraum (49) freiläßt, dessen engster von Bremsfluid durchströmbarer Querschnitt eine Breite von 0,5 bis 2 mm hat.

6. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil­ körper (46) im Stufenkolben (38) angeordnet ist.