DE4232146A1

DE4232146A1 - Zweikreisige Bremsventileinrichtung

Info

Publication number: DE4232146A1
Application number: DE4232146A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Martini; Juergen Dipl Ing Sandmann; Wolfgang Dipl Ing Pohl; Peter Ing Grad Bartscher
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1994-03-31
Also published as: EP0589185B1; EP0589185A1; US5380073A; DE59302342D1

Description

Die Erfindung betrifft eine zweikreisige Bremsventilein richtung für eine druckluftbetätigbare Fahrzeug-Bremsan lage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige zweikreisige Bremsventileinrichtung ist aus der DE 34 39 086 A1 bekannt.

Bei der bekannten Bremsventileinrichtung ist zwischen dem ersten Kolben, der zur Steuerung des Druckes im ersten Bremskreis dient und dem zweiten Kolben, der zur Steuerung des Druckes im zweiten Bremskreis dient, eine Druckfeder angeordnet, über welche der zweite Kolben mit dem ersten Kolben in Wirkverbindung steht. Bei einer Bewegung des ersten Kolbens in Richtung auf das erste kombinierte Einlaß- und Auslaßventil der Ventileinrichtung zu wird der zweite Kolben in Richtung auf das zweite kombinierte Einlaß- und Auslaßventil der Ventileinrichtung zu mitbe weg;t. Durch das Zusammenwirken der beiden Kolben über die Druckfeder wird bei einer Betätigung der Ventileinrich tung die durch die am zweiten Kolben angeordneten Dicht ringe verursachte Reibung und die Kraft der den Ventil körper des zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils beaufschlagenden Feder weitestgehend ausgeglichen. Durch diese Maßnahme kann der zweite Kolben schneller auf den auf ihn einwirkenden Steuerdruck reagieren, wodurch eine annähernd gleichzeitige Betätigung der beiden kombinier ten Einlaß- und Auslaßventile ermöglicht wird. Der Druckverlauf des von der Ventileinrichtung ausgesteuerten Druckes ist für den gesamten Druckaufbau im ersten Bremskreis und im zweiten Bremskreis gleich. Die Druckdifferenz zwischen dem Druck im ersten Bremskreis und dem Druck im zweiten Bremskreis ist für den gesamten Druck aufbau konstant.

Um einen ungleichmäßigen Verschleiß an den Bremsbelägen der Räder eines Fahrzeugs zu vermeiden, wird eine Druck differenz von Δ p annähernd 0 angestrebt.

Eine Bremsventileinrichtung der eingangs erwähnten Art eignet sich insbesondere für Fahrzeuge mit einer zwei kreisigen Bremsanlage, bei der beide Kreise mit gleich hohem Druck betrieben werden.

In Bremsanlagen von Fahrzeugen, bei denen der Bremsdruck an den Rädern einer Achse lastabhängig geregelt wird, läßt sich eine derartige Bremsventileinrichtung jedoch nicht ohne weiteres einsetzen, da mit der bekannten Bremsventileinrichtung in beide Bremskreise einer Brems anlage gleich hohe Drücke eingesteuert werden, dagegen in die beiden Bremskreise einer Bremsanlage, bei der ein Bremskreis mit lastabhängig geregeltem Druck versorgt wird, der Druck in den beiden Kreisen jedoch unterschied lich hoch sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zwei kreisige Bremsventileinrichtung der eingangs erwähnten Art in der Weise zu verbessern, daß bei einem Brems vorgang für den gesamten Druckaufbau der Druckverlauf im zweiten Bremskreis gleich oder annähernd gleich dem Druckverlauf im ersten Bremskreis ist und daß die Druck differenz Δ p zwischen dem von der Bremsventileinrich tung ausgesteuerten Druck im ersten Bremskreis und im zweiten Bremskreis unterhalb einer vorbestimmten Druck höhe in den beiden Bremskreisen kleiner ist als die Druckdifferenz Δ p zwischen dem Druck im ersten Brems kreis und dem Druck im zweiten Bremskreis nach Überschrei ten dieser vorbestimmten Druckhöhe in den beiden Brems kreisen.

Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angege benen Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, eine zweikreisige Bremsventileinrichtung zu erhalten, mit der es möglich ist, für den ersten Bremskreis und für den zweiten Bremskreis einen Druck auszusteuern mit für den gesamten Druckaufbau gleichem bzw. annähernd gleichem Druckverlauf, wobei die Druckdifferenz Δ p zwischen dem Druck des ersten Bremskreises und dem Druck des zweiten Bremskreises bei Einleitung eines Bremsvorganges 0 oder annähernd 0 ist und sich nach Überschreiten einer vorbe stimmten Druckhöhe in den beiden Bremskreisen vergrößert.

Die Änderung der Druckdifferenz Δ p wird dadurch er möglicht, daß die mechanische Wirkverbindung zwischen dem ersten Kolben und dem zweiten Kolben aufgehoben wird, wenn der Druck im ersten Bremskreis einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Anhand der Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbei spiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine als Zweikreisbremsventil ausgebildete Bremsventileinrichtung und

Fig. 2 ein Diagramm, in welchem der Druckverlauf in den beiden Bremskreisen darbgestellt ist.

Das in Fig. 1 gezeigte Zweikreis-Bremsventil weist einen in einem Gehäuse 1 mittels eines Doppeldichtringes (20) abgedichtet längsverschiebbar geführten ersten Ventil körper (14) auf, der mit einem gehäusefesten ersten Einlaßsitz (12) ein erstes Einlaßventil (14, 12) bildet, über welches eine mit einem ersten Vorratsanschluß (16) verbundene erste Druckmitteleinlaßkammer (15) mit einer ersten Arbeitskammer (60) verbindbar ist, welche einen Druckmittelanschluß (59) für einen ersten Bremskreis (Hinterachsbremskreis) besitzt.

Der erste Ventilkörper (14) wird von einer sich an dem im Gehäuse (1) angeordneten Doppeldichtring (20) abstützen den Feder (17) gegen den ersten Einlaßsitz (12) und damit in Schließrichtung des ersten Einlaßventils (14, 12) vorgespannt.

Koaxial zum ersten Ventilkörper (14) ist im Gehäuse (1) abgedichtet längsverschiebbar ein als Abstufungskolben ausgebildeter erster Kolben (2) mittels eines Dichtringes (7) abgedichtet geführt, der mit seiner als Abstufungs fläche (62) ausgebildeten Unterseite die erste Arbeits kammer (60) begrenzt. Der Abstufungskolben (2) weist einen sich in die erste Arbeitskammer (60) hineiner streckenden stößelartigen Fortsatz (63) auf, an dem ein erster Auslaßsitz (11) ausgebildet ist. Der erste Ventil körper (14) bildet mit dem ersten Auslaßsitz (11) ein erstes Auslaßventil (11, 14). Der erste Ventilkörper (14) ist hohl ausgebildet. Das erste Einlaßventil (14, 12) und das erste Auslaßventil (11, 14) bilden ein erstes kombi niertes Einlaß- und Auslaßventil (14, 12, 11).

In einem der Abstufungsfläche (62) abgewandten hohlen oberen Bereich des Abstufungskolbens (2) ist relativ zu diesem längsverschiebbar ein aus einem Federteller (4) und einem Mittelstück (5) bestehendes Druckstück (4, 5) angeordnet. Zwischen dem Druckstück (4, 5) und dem Abstufungskolben (2) ist eine Abstufungsfeder (3) ange ordnet. Die Abstufungsfeder (3) besteht im vorliegenden Fall aus einer Gummifeder, die erst in einer späten Betätigungsphase des Zweikreis-Bremsventils zur Wirkung kommt. Es liegt auf der Hand, daß die Abstufungsfeder auch auf jede andere geeignet Weise ausgebildet sein kann, beispielsweise als Schraubenfeder. Der Innenraum des Abstufungskolbens (2) ist mittels eines balgartigen, elastischen Teiles (6), welches einerseits an der Innen wand des Gehäuses (1) und andererseits am Teil (5) des Druckstückes (4, 5) befestigt ist, gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit geschützt.

In der ersten Arbeitskammer (60) ist eine sich einerseits an einem Gehäusevorsprung und andererseits an der Abstu fungsfläche (62) des Abstufungskolbens (2) abstützende Feder (8) angeordnet, die den Abstufungskolben (2) in Öffnungsrichtung des ersten Auslaßventils (11, 14) des ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (14, 12, 11) vorspannt und bei unbetätigtem Zweikreis-Bremsventil ein sicheres Öffnen des ersten Auslaßventils (11, 14) bewirkt.

Koaxial zum ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventil (14, 12, 11) ist im Gehäuse (1) ein zweites kombiniertes Einlaß- und Auslaßventil (35, 33, 32) angeordnet. Das zweite kombinierte Einlaß- und Auslaßventil (35, 33, 32) weist einen zweiten Ventilkörper (35) auf, der mit einem im Gehäuse (1) ausgebildeten zweiten Einlaßsitz (33) ein zweites Einlaßventil (35, 33) bildet, über welches eine mit einem zweiten Vorratsanschluß (37) in Verbindung stehende zweite Druckmitteleinlaßkammer (34) mit einer zweiten Arbeitskammer (44) verbindbar ist. Der zweiten Arbeitskammer (44) ist ein Druckmittelanschluß (43) für einen zweiten Bremskreis (Vorderachsbremskreis) zugeord net.

Der zweite Ventilkörper (35) ist hohl ausgebildet und von einer sich an einem im Gehäuse (1) angeordneten Doppel dichtring abstützenden Feder (36) gegen den zweiten Einlaßsitz (33), also in Schließrichtung des zweiten Einlaßventils (35, 33) vorgespannt. Der zweite Ventil körper (35) weist einen rohrförmigen Fortsatz (42) auf.

In den rohrförmigen Fortsatz (42) des zweiten Ventilkör pers (35) erstreckt sich ein als Deckel des Gehäuses (1) ausgebildetes hohles Kniestück (38) mit einem Stutzen (40) hinein. Auf der äußeren Mantelfläche des Kniestückes (38) ist der zweite Ventilkörper (35) mittels eines Dichtringes (41) abgedichtet und längsverschieblich geführt.

Zwischen dem ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventil (14, 12, 11) und dem zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventil (35, 33, 32) ist koaxial zu diesen ein als Relaiskolben (53) dienender zweiter Kolben in Richtung seiner Längsachse mittels drei Dichtringen (46, 49 und 25) abgedichtet verschiebbar angeordnet. Der hohl ausge bildete Relaiskolben (53) begrenzt mit seiner als Reak tionsfläche (45) dienenden Unterseite die zweite Arbeits kammer (44). Ausgehend von der Reaktionsfläche (45) weist der Relaiskolben (53) einen sich in Richtung auf den zweiten Ventilkörper (35) zu erstreckenden, nicht näher bezeichneten hohlen, stößelartigen Fortsatz auf, an dem ein zweiter Auslaßsitz (32) ausgebildet ist, der mit dem zweiten Ventilkörper (35) ein zweites Auslaßventil (35, 32) bildet. Das zweite Einlaßventil (35, 33) und das zweite Auslaßventil (35, 32) bilden das zweite kombi nierte Einlaß- und Auslaßventil (35, 33, 32).

In seinem dem zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaß ventil (35, 33, 32) abgewandten Bereich ist der Relais kolben (53) abgestuft ausgebildet. Mit seiner als erste Wirkfläche (57) ausgebildeten kleinen Stufenfläche begrenzt der Relaiskolben (53) eine erste Steuerkammer (21) und mit seiner als zweite Wirkfläche (50) ausgebil deten großen Stufenfläche begrenzt der Relaiskolben (53) eine zweite Steuerkammer (51). Die beiden Wirkflächen (57) und (50) sind der als Reaktionsfläche (45) dienenden dritten Wirkfläche des Relaiskolbens (53) entgegengerich tet.

Der Außendurchmesser der zweiten Wirkfläche (50) ist dem Außendurchmesser der als Reaktionsfläche (45) dienenden dritten Wirkfläche gleich. Wie für den Fachmann offen sichtlich, kann der Außendurchmesser der zweiten Wirk fläche kleiner oder größer als der Außendurchmesser der dritten Wirkfläche sein, in welch letzterem Fall der Durchmesser der ersten Wirkfläche kleiner oder größer als der Durchmesser der dritten Wirkfläche oder dieser gleich sein kann.

Der Relaiskolben (53) ist an seinem Außenumfang mit dem Durchmesser der ersten Wirkfläche (57) und in der Nähe der zweiten Wirkfläche (50) an seinem Außenumfang mit dem Durchmesser der zweiten Wirkfläche mittels der erwähnten umlaufenden Dichtringe gegenüber der Innenwand des Gehäuses (1) abgedichtet. Zwischen dem in der Nähe der Reaktionsfläche (45) angeordneten Dichtring (46) und dem in der Nähe der zweiten Wirkfläche (50) angeordneten Dichtring (49) weist der Relaiskolben (53) eine Atmungs bohrung (47) auf, die mit einer zum zweiten Auslaßventil (35, 32) führenden Durchgangsöffnung (31) des Relais kolbens (53) verbunden ist.

Die erste Arbeitskammer (60) ist mit der ersten Steuer kammer (21) über eigen Gehäusekanal (58), der als Steuer anschluß für die erste Steuerkammer (21) dient, verbun den.

Die zweite Steuerkammer (51) wird von der zweiten Wirk fläche (50) des Relaiskolbens (53) und einer Gehäusewand (27) begrenzt. Die zweite Steuerkammer (51) ist über einen Steueranschluß (54) mit dem von einem achslastab hängigen Bremskraftregler kommenden Druck beaufschlagbar.

Die Innenwand des als Hohlkolben ausgebildeten Relais kolbens (53) ist abgestuft ausgebildet. In dem den größeren Innendurchmesser aufweisenden Bereich des als Hohlkolben ausgebildeten Relaiskolbens (53) ist ein ebenfalls als Hohlkolben ausgebildeter dritter Kolben (28, 29, 64) mittels eines Dichtringes (26) abgedichtet in Richtung der Längsachse des Relaiskolbens (53) in der Ausnehmung des Relaiskolbens (53) verschiebbar angeord net. Der dritte Kolben (28, 29, 64) setzt sich praktisch aus einem rohrförmigen Körper (29, 64) und einem um laufenden Vorsprung (28) zusammen, welcher den Dichtring (26) trägt. Die der Steuerkammer (21) zugewandte Seite des umlaufenden Vorsprungs (28) des dritten Kolbens (28, 29, 64) dient als Wirkfläche (23), welche vom Bremsdruck des ersten Bremskreises in Richtung vom Abstufungskolben (2) weg beaufschlagt wird. Der dritte Kolben (28, 29, 64) wird von einem Sicherungsring (24), welcher gleichzeitig die Funktion eines Anschlages für den dritten Kolben (28, 29, 64) hat, gegen herausgleiten aus der Ausnehmung des Relaiskolbens (53) gehindert. Dem als Anschlag dienenden Sicherungsring (24) gegenüber ist auf der der Wirkfläche (23) des dritten Kolbens (28, 29, 64) abgewandten Seite ein weiterer Anschlag (48) im Relaiskolben (53) vorge sehen. Der von einer Stufe in der Wand des Relaiskolbens (53) gebildete erste Anschlag (48) begrenzt den Hub des dritten Kolbens (28, 29, 64) in Richtung vom ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventil (14, 12, 11) weg und der vom Sicherungsring gebildete, dem ersten Anschlag (48) gegenüberliegende zweite Anschlag (24) begrenzt den Hub des dritten Kolbens (28, 29, 64) in Richtung auf das erste kombinierte Einlaß- und Auslaßventil (14, 12, 11) zu.

Das dem ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventil (14, 12, 11) zugewandte rohrförmige Teil (64) des dritten Kolbens (28, 29, 64) erstreckt sich in einen rohrförmigen Fortsatz (22) des Ventilkörpers (14) des ersten kombi nierten Einlaß- und Auslaßventils (14, 12, 11) hinein. Mittels eines Dichtringes (61) wird ein möglicher Spalt zwischen der äußeren Mantelfläche des rohrförmigen Teiles (64) des dritten Kolbens (28, 29, 64) und der Innenwand des rohrförmigen Fortsatzes (22) des Ventilkörpers (14) des ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (14, 12, 11) abgedichtet. Der dem Relaiskolben (53) zugewandte rohrförmige Endbereich (29) des dritten Kolbens (28, 29, 64) und somit der dritte Kolben (28, 29, 64) ist ver schiebbar auf der äußeren Mantelfläche eines rohrförmigen Fortsatzes (30) des Relaiskolbens (53) angeordnet, wobei besagter rohrförmiger Fortsatz (30) sich in die Ausneh mung des Relaiskolbens (53) hineinerstreckt.

Der als Hohlkolben ausgebildete dritte Kolben (28, 29, 64) umgibt eine Druckfeder (55) oder umgekehrt gesagt, in dem Hohlraum (56) des dritten Kolbens (28, 29, 64) ist eine Druckfeder angeordnet, welche sich mit ihrem einen Ende auf der ringförmigen Stirnfläche des rohrförmigen Fortsatzes (30) des Relaiskolbens (53) abstützt und mit ihrem anderen Ende einen Stößel (9) beaufschlagt, welcher im Hohlraum des dritten Kolbens (28, 29, 64) in Richtung seiner Längsachse verschiebbar angeordnet ist. Der Stößel (9) weist auf seiner der Druckfeder (55) zugewandten Seite einen Vorsprung (19) auf, welcher an einem an der Innenwand des rohrförmigen Teiles (64) des dritten Kolbens (28, 29, 64) vorgesehenen, als Anschlag dienenden Vorsprung (18) anliegt. Mittels des dritten Kolbens (28, 29, 64), des Stößels (9) und des rohrförmigen Vorsprungs (30) des Relaiskolbens (53) wird die Druckfeder (55) gefesselt im bzw. am Relaiskolben (53), bzw. gefesselt bezüglich des Relaiskolbens (53) gehalten.

Der Stößel (9) erstreckt sich durch eine Ausnehmung (13) im Ventilkörper (14) des ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (14, 12, 11) hindurch in Richtung auf den Abstufungskolben (2) zu und liegt mit seinem der Druckfeder (55) abgewandten Ende am Boden einer Aus nehmung (10), die im Fortsatz (63) des Abstufungskolbens (2) vorgesehen ist, an. Der Stößel (9) ist in seinem Durchmesser so bemessen, daß beim Öffnen des Auslaß ventils (14, 11) des ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (14, 12, 11) Druckluft aus der ersten Arbeitskammer (60) durch die Ausnehmung (13) des Ventil körpers (14), den Hohlraum (56) des dritten Kolbens (28, 29, 64) sowie den daran anschließenden Durchlaß (31) im Relaiskolben (53) und das Auslaßventil (35, 32) des zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (35, 33, 32) sowie den Auslaß (39) im Auslaßstutzen (40) zur Atmosphäre hin gelangen kann.

Die Funktion der vorstehend beschriebenen zweikreisigen Bremsventileinrichtung wird nachfolgend näher erläutert.

Der erste Vorratsanschluß (16) ist mit einem ersten Druckmittelvorrat verbunden und der Druckmittelanschluß (59) steht über einen nicht dargestellten achslastab hängigen Bremskraftregler mit zu Bremszylindern des ersten Bremskreises (Hinterachsbremskreis) führenden Druckmittelleitungen in Verbindung. Der zweite Vorrats anschluß (37) steht mit einem zweiten Druckmittelvorrat oder auch mit dem ersten Druckmittelvorrat in Verbindung. Der Druckmittelanschluß (43) ist mit den zu den Brems zylindern des zweiten Bremskreises (Vorderachsbremskreis) führenden Druckmittelleitungen verbunden.

Der Steueranschluß (54) steht mit einer den Druck des achslastabhängigen Bremskraftreglers führenden Druck mittelleitung in Verbindung.

Der zur Atmosphäre hin führende Druckmittelauslaß (39) steht mit dem zweiten Auslaßventil (35, 32) des zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventil (35, 33, 32) der Bremsventileinrichtung in Verbindung. Desgleichen ist der Druckmittelauslaß (39) über die als Durchgangsbohrung ausgebildete Ausnehmung (31) im Relaiskolben (53) und den Hohlraum (56) des dritten Kolbens (28, 29, 64) sowie die zwischen der äußeren Mantelfläche des Stößels (9) und der Innenwand des als Hohlkörper ausgebildeten dritten Kolbens (28, 29, 64) vorgesehene Ausnehmung (65) mit dem ersten Auslaßventil (14, 11) des ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventil (14, 12, 11) verbunden.

In unbetätigtem Zustand der Bremsventileinrichtung sind das erste Einlaßventil (14, 12) und das zweite Einlaß ventil (35, 33) geschlossen. Das erste Auslaßventil (14, 11) und das zweite Auslaßventil (35, 32) sind geöffnet. Dadurch sind die Bremskreise über das jeweils zugeordnete Auslaßventil zur Atmosphäre hin entlüftet.

Bei Betätigung eines über einen Stößel mit dem Druckstück (4, 5) in Verbindung stehenden Bremspedals (Stellkraft) wird dessen abwärts gerichtete Bewegung über das Druck stück (4, 5) und die Abstufungsfeder (3) auf den Abstufungs kolben (2) übertragen. Nach Überwindung des Schließhubes des ersten Auslaßventils (14, 11) bewegt der Abstufungs kolben (2) nach dem Schließen des ersten Auslaßventils (14, 11) den ersten Ventilkörper (14) abwärts und öffnet dadurch das erste Einlaßventil (14, 12). Dabei wird die Verbindung zwischen der ersten Arbeitskammer (60) und der Atmosphäre unterbrochen und die Verbindung zwischen der ersten Druckmitteleingangskammer (15) und der ersten Arbeitskammer (60) hergestellt.

Aus dem ersten Druckmittelvorrat strömt über den ersten Vorratsanschluß (16) und das erste Einlaßventil (14, 12) Druckluft in die erste Arbeitskammer (60) und von dieser weiter über den Druckmittelanschluß in den Hinterachs bremskreis (erster Bremsdruck).

Gleichzeitig mit den vorstehend beschriebenen Vorgängen wird vom Abstufungskolben (2) über den Stößel (9) und die mit diesem in Wirkverbindung stehende Druckfeder (55) der Relaiskolben (53) nach unten, in Richtung auf das zweite kombinierte Einlaß- und Auslaßventil (35, 33, 32) zu bewegt. Durch diese Maßnahme werden das Auslaßventil (14, 11) des ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (14, 12, 11) und das Auslaßventil (35, 32) des zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (35, 33, 32) annähernd gleichzeitig geschlossen und das Einlaßventil (14, 12) des ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßven tils (14, 12, 11) sowie das Einlaßventil (35, 33) des zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (35, 33, 32) annähernd gleichzeitig in die Offenstellung gebracht. Aus dem zweiten Druckmittelvorrat strömt über den zweiten Vorratsanschluß (37) und das zweite Einlaßventil (35, 33) des zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (35, 33, 32) Druckluft in die zweite Arbeitskammer (44) und von dieser weiter über den Druckmittelanschluß (43) in den Vorderachsbremskreis (vom ersten Bremsdruck abhän giger zweiter Bremsdruck).

Der sich in der ersten Arbeitskammer (60) aufbauende erste Bremsdruck gelangt gleichzeitig über den Kanal (58) in die von der ersten Wirkfläche (57) des Relaiskolbens (53) begrenzte Steuerkammer (21) und beaufschlagt die erste Wirkfläche (57) des Relaiskolbens (53) und die Wirkfläche (23) des dritten Kolbens (28, 29, 64). Von dem nicht dargestellten achslastabhängigen Bremskraftregler gelangt Druckmittel über den Steueranschluß (54) und einen Kanal (52) auf die zweite Wirkfläche (50) des Re laiskolbens (53).

Der erste Bremsdruck und der vom achslastabhängigen Bremskraftregler kommende Druck dienen für den Relais kolben (53) als Steuerdruck.

Der auf die erste Wirkfläche (57) und auf die Wirkfläche (23) des dritten Kolbens (28, 29, 64) einwirkende Druck aus der Steuerkammer (21) bewirkt, daß der Relaiskolben (53) und der dritte Kolben (28, 29, 64) sich weiter abwärts, in Öffnungsrichtung des zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (35, 33, 32) bewegen. Hat der Druck aus der Steuerkammer (21) eine vorbestimmte Druck höhe erreicht, löst sich der dritte Kolben (28, 29, 64) vom zweiten Anschlag (24) und bewegt sich in Öffnungs richtung des zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaß ventils (35, 33, 32). Das Teil (28) des dritten Kolbens (28, 29, 64) kommt am ersten Anschlag (48) des Relais kolbens (53) zur Anlage, wobei die Druckfeder (55) gespannt wird und der Stößel (9) vom Vorsprung (18) des dritten Kolbens (28, 29, 64) mitgenommen wird. Bei diesem Vorgang löst sich der Stößel (9) vom Abstufungskolben (2). Die Wirkverbindung zwischen dem Abstufungskolben (2) und dem Relaiskolben (53) ist jetzt unterbrochen.

Der Druck (P 21) in der ersten Arbeitskammer (60) und somit auch der Druck im ersten Bremskreis erhöht sich gegenüber dem über das Einlaßventil (35, 33) des zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (35, 33, 32) in den zweiten Bremskreis eingesteuerten Druck.

Diese Druckerhöhung kann im zweiten Bremskreis nicht erfolgen, da der Abstufungskolben (2) und der Relais kolben (53) nicht mehr in mechanischer Wirkverbindung stehen und somit der als Steuerdruck für den Relaiskolben (53) dienende Druck aus der Steuerkammer (21) den Re laiskolben (53) aufgrund der durch die am Relaiskolben (53) angeordneten Dichtringe erzeugten Reibkraft und der Federkraft des zweiten Einlaßventils (35, 33) den Relais kolben (53) auf die Druckerhöhung in der ersten Arbeits kammer (60) und somit auch in der Steuerkammer (21) nicht so schnell reagieren lassen kann.

Zwischen dem Druck (P 21) in dem ersten Bremskreis und dem Druck (P 22) im zweiten Bremskreis entsteht eine Druckdifferenz Δ p bzw. erhöht sich die Druckdifferenz Δ p.

Bei Einleitung eines Bremsvorganges, wie bereits erwähnt, sind die Drücke in den beiden Bremskreisen annähernd gleich hoch, bei gleichem Druckverlauf (Δ p) annähernd Null. Beim weiteren Bremsdruckaufbau stellt sich die größere Druckdifferenz Δ p zwischen den Drücken in den beiden Bremskreisen ein, wobei jedoch der Druckverlauf in den beiden Bremskreisen auch bei einem größer gewordenen Δ p gleich ist.

Der Druckverlauf in den beiden Bremskreisen ist in der Fig. 2 dargestellt.

Mit (P 21/P 22) ist die Druckhöhe und mit (s) ist der Weg angegeben.

Die Kurve (P 21) zeigt den Druckverlauf des Druckes des ersten Bremskreises und (P 22) zeigt den Druckverlauf des Druckes des zweiten Bremskreises.

p stellt die Druckdifferenz zwischen dem Druck des ersten Bremskreises und dem Druck des zweiten Brems kreises dar.

Als Beispiel ist in Fig. 2 angegeben, daß bis zu einer Druckhöhe von 1 bar die Druckdifferenz zwischen dem Druck im ersten Bremskreis und dem Druck im zweiten Bremskreis annähernd Null ist. Ab der Druckhöhe 1 bar in den beiden Bremskreisen erfolgt eine Druckerhöhung im ersten Brems kreis um z. B. 0,5 bar gegenüber der Höhe des Druckes im zweiten Bremskreis. Mit der Druckdifferenz von 0,5 bar baut sich der Druck im ersten Bremskreis und im zweiten Bremskreis weiter auf, wobei der Druckverlauf des Druckes in den beiden Bremskreisen auch weiterhin gleich ist. Im ersten Bremskreis herrscht in der Abschlußstellung ein Druck von z. B 5 bar und im zweiten Bremskreis ein Druck von 4,5 bar.

Wenn die Kraft des auf den Abstufungskolben (2) einwir kenden ersten Bremsdruckes in der ersten Arbeitskammer (60) und die von der Abstufungsfeder (3) auf den Ab stufungskolben (2) entgegengerichtete Kraft sich im Gleichgewicht befinden, sind das erste Auslaßventil (14, 11) und das erste Einlaßventil (14, 12) geschlossen. Eine Abschlußstellung ist erreicht.

Wenn sich zwischen den über die erste Wirkfläche (Steuer fläche 57) des Relaiskolbens (53) zusammen mit der Wirkfläche (23) des dritten Kolbens (28; 29, 64) sowie die zweite Wirkfläche (50) des Relaiskolbens (53) und den über die Reaktionsfläche (45) des Relaiskolbens (53) auf den Relaiskolben (53) einwirkenden Druckkräften ein Gleichgewicht gebildet hat, sind das zweite Auslaßventil (35, 32) und das zweite Einlaßventil (35, 33) geschlos sen. Eine Abschlußstellung ist erreicht.

Wie bereits erwähnt, wirken sich die durch die zahl reichen Abdichtungen des Relaiskolbens (53) verursachten Reibkräfte und die den Ventilkörper (35) in Schließstel lung des zweiten Einlaßventils belastende Feder (36) des zweiten Ventils (35, 33, 32) derart aus, daß der Relais kolben (53) sich erst bei einem erhöhten ersten Brems druck in Richtung auf den zweiten Ventilkörper (35) zu in Bewegung setzt. Diese Ansprechverzögerung wird durch die in dem als Hohlkolben ausgebildeten dritten Kolben angeordnete Druckfeder (55) und den mit diesen in Ver bindung stehenden Stößel (9) dadurch weitestgehend auf gehoben, daß bei der Bewegung des Abstufungskolbens (2) über den Stößel (9) und die Druckfeder (55) in den Relaiskolben (53) eine die von dem ersten Bremsdruck erzeugte Kraft unterstützende Kraft eingeleitet wird.

Wenn das erste Einlaßventil (14, 12) geschlossen und das erste Auslaßventil (14, 11) des ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (14, 12, 11) in die Offenstel lung gelangt, so daß der Druck in der ersten Arbeitskam mer (60) und somit auch im ersten Bremskreis abgebaut wird, wird auch der erste Bremsdruck in der Steuerkammer (21) abgebaut, so daß sich der Relaiskolben (53) wieder in seine Ausgangsstellung zurückbewegt, wodurch auch das zweite Einlaßventil (35, 33) geschlossen und das zweite Auslaßventil (35, 32) des zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (35, 33, 32) in die Offenstellung gelangt. Jetzt wird auch der Druck in der zweiten Ar beitskammer (44) und somit der Druck im zweiten Brems kreis zur Atmosphäre hin abgebaut. Bei diesem Vorgang bewegt sich der dritte Kolben (28, 29, 64), bedingt durch die Kraft der Druckfeder (55), nach oben, in Richtung auf das erste kombinierte Einlaß- und Auslaßventil (14, 12, 11) zu, und zwar so weit, bis der dritte Kolben (28, 29, 64) am zweiten Anschlag (24) des Relaiskolbens (53) und der Stößel (9) am ersten Kolben (Abstufungskolben) (2) zur Anlage kommen.

Der Abstand zwischen dem ersten Anschlag (48) und dem zweiten Anschlag (24) des Relaiskolbens (53) ist so bemessen, daß der Stößel (9) und der Abstufungskolben (2) so lange außer Eingriff bleiben, so lange der dritte Kolben (28, 29, 64) vom ersten Bremsdruck in der Steuer kammer (21) am ersten Anschlag (48) des Relaiskolbens (53) gehalten wird.

Durch das Unterbrechen der mechanischen Wirkverbindung zwischen dem Abstufungskolben (2) und dem Relaiskolben (53) ist es möglich, für den ersten Bremskreis und den zweiten Bremskreis ab einer vorbestimmbaren Druckhöhe mit annähernd gleichem Druckverlauf in beiden Bremskreisen unterschiedliche Bremsdrücke auszusteuern.

Es ist natürlich auch möglich, bei Verzicht auf die Beeinflussung des Druckes im zweiten Bremskreis durch den von einem achslastabhängigen Bremskraftregler ausgesteuer ten Druck den Druckmittelanschluß (54) für einen von einem achslastabhängigen Bremskraftregler ausgesteuerten Druck zu verschließen oder diesen ganz wegzulassen.

Desgleichen ist es möglich, die Ventilrichtung als ein durchsteuerndes Ventil auszubilden, wobei die Steuer kammer (21) und die zweite Druckmitteleingangskammer (34) über einen Kanal miteinander verbunden werden. In einen solchen Fall kann auf den zweiten Vorratsanschluß (37) verzichtet werden.

Die-beschriebene Ventileinrichtung setzt sich praktisch aus einem Steuerventil und einem Relaisventil zusammen, wobei das Steuerventil aus der Abstufungsfeder (3), dem Abstufungskolben (2), dem ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventil (14, 12, 11) und dem ersten Vorratsanschluß (16), der ersten Druckmitteleingangskammer (15), der ersten Arbeitskammer (60) und dem mit dem ersten Brems kreis verbundenen Druckmittelanschluß (59) besteht und das Relaisventil sich im wesentlichen aus dem Relaiskol ben (53), dem zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaß ventil (35, 33, 32), der zweiten Druckmitteleingangs kammer (34), der zweiten Arbeitskammer (44) und dem mit dem zweiten Bremskreis verbundenen zweiten Druckmittelan schluß (43) zusammensetzt. Zwischen dem als Abstufungs kolben dienenden ersten Kolben (2) und dem als Relais kolben dienenden zweiten Kolben (53) ist die Druckfeder (55) angeordnet.

Die Arbeitskammer (60) des Steuerventils ist, wie bereits erwähnt, über einen Kanal (58) mit der Steuerkammer (21) des Relaisventils verbunden. Der den Abstufungskolben (2) des Steuerventils mit dem Relaiskolben (53) des Relais ventils über die Druckfeder (55) in Wirkverbindung bringende Stößel (9) kann sowohl aus einem vollen Mate rial als auch als Hohlkörper ausgebildet sein.

Als Anschlag für den Stößel kann im dritten Kolben (28) ein sich nach innen, in Richtung auf den Stößel zu erstreckender umlaufender Vorsprung (28, 29, 64) vorge sehen sein, es können aber auch ein oder mehrere einzelne Vorsprünge im dritten Kolben (28, 29, 64) vorgesehen werden, an denen der Vorsprung (19) des Stößels (9) zur Anlage kommt.

Die Druckfeder (55) kann auch in der Weise am zweiten Kolben (53) angeordnet sein, daß sie sich mit ihrem einen Ende am zweiten Kolben (53) abstützt und mit ihrem anderen Ende ein als Stößel oder als Federteller ausge bildetes Bauteil (9, 65) beaufschlagt und so dieses Bauteil (9, 65) in Anlage mit einem Anschlag des zweiten Kolbens (53) hält. Wird anstelle des Stößels ein Feder teller verwendet, so kann am ersten Kolben (2) ein Fortsatz vorgesehen werden, gegen den der Federteller von der Druckfeder (55) gedrückt wird.

Der dritte Kolben (28, 29, 64) muß nicht als Hohlkolben ausgebildet sein und muß auch nicht die Druckfeder (55) umgeben. Er kann an irgendeiner Stelle in der Nähe der Druckfeder (55) im Gehäuse der Ventileinrichtung ange ordnet sein und Mittel, wie z. B. einen Vorsprung, aufweisen, die an dem Bauteil-Federteller derart angreifen, daß bei einer Bewegung des dritten Kolbens (28, 29, 64) in Richtung auf den zweiten Kolben (53) zu das Bauteil im Sinne einer Verkürzung des Abstandes zwischen den beiden Enden der Druckfeder (55) und somit im Sinne einer Aufhebung der Wirkverbindung zwischen dem von der Druckfeder (55) beaufschlagten Bauteil und dem ersten Kolben (2) mitgenommen wird, so wie es auch gemäß dem Ausführungsbeispiel mit dem Stößel (9, 64) gemacht wird.

Für die Erfindung ist es von besonderer Bedeutung, daß die Druckfeder zwischen dem ersten Kolben (2) und dem zweiten Kolben (53) am zweiten Kolben (53) gefesselt angeordnet ist und daß der dritte Kolben (28, 29, 64) Mittel (18) aufweist, die an dem Bauteil (9) angreifen, derart, daß bei einer Bewegung des dritten Kolbens (28, 29, 64) in Richtung auf den zweiten Kolben (53) zu das Bauteil (9) im Sinne einer Verkürzung des Abstandes zwischen den beiden Enden der Druckfeder (55) und somit im Sinne einer Aufhebung der Wirkverbindung zwischen dem von der Druckfeder (55) beaufschlagten Bauteil (9) und dem ersten Kolben (2) mitgenommen wird.

Claims

1. Zweikreisige Bremsventileinrichtung für eine druck luftbetätigbare Motorfahrzeug-Bremsanlage mit fol genden Merkmalen:

a) zur Steuerung des Druckes im ersten Bremskreis ist ein von einer Stellkraft betätigter erster Kolben (2) vorgesehen, welcher zur Betätigung eines ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (14, 12, 11) dient, wobei über das erste kombinierte Einlaß- und Auslaßventil (14, 12, 11) aus einem ersten Vorrat für den ersten Bremskreis ein von der Größe der Stellkraft abhängiger erster Bremsdruck ausge steuert wird;
b) zur Steuerung des Druckes im zweiten Bremskreis ist ein zweiter Kolben (53) vorgesehen, dem der erste Bremsdruck als Steuerdruck zugeführt wird, und welcher zur Betätigung eines zweiten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (35, 33, 32) dient, wobei über das zweite kombinierte Einlaß- und Auslaßven til (35, 33, 32) aus einem zweiten Vorrat oder aus dem ersten Vorrat für den zweiten Bremskreis ein vom ersten Bremsdruck abhängiger zweiter Bremsdruck ausgesteuert wird;
c) zwischen dem ersten Kolben (2) und dem zweiten Kolben (53) ist eine Druckfeder (55) angeordnet, über welche der erste Kolben (2) und der zweite Kolben (53) miteinander in Wirkverbindung stehen; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
d) die Druckfeder (55) ist gefesselt am zweiten Kolben (53) angeordnet, derart, daß sie sich mit ihrem einen Ende am zweiten Kolben (53) abstützt und mit ihrem anderen Ende ein Bauteil (9), welches mit dem ersten Kolben (2) in Wirkverbindung steht, beauf schlagt und so dieses Bauteil (9) in Anlage mit einem Anschlag (24) des zweiten Kolbens (53) hält;
e) es ist ein dritter Kolben (28, 29, 64) vorgesehen, welcher Mittel (18) zur Bewegung des Bauteils (9) gegen die Kraft der Druckfeder (55) aufweist;
f) der dritte Kolben (28, 29, 64) weist eine Wirk fläche (23) auf, welche vom ersten Bremsdruck beaufschlagbar ist;
g) die Wirkfläche (23) ist auf der dem zweiten Kolben (53) abgewandten Seite des dritten Kolbens (28, 29, 64) vorgesehen.

2. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (9) als Stößel (9, 65) ausgebildet ist.

3. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (9) als Federteller ausgebildet ist.

4. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (2) einen sich auf den zweiten Kolben (53) zu erstrecken den Fortsatz aufweist, der mit seinem freien Ende am Bauteil (9) anliegt.

5. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) der dritte Kolben (28, 29, 64) ist als Hohlkolben ausgebildet;
b) die Druckfeder (55) ist im dritten Kolben (28, 29, 64) angeordnet;
c) der dritte Kolben (28, 29, 64) ist im zweiten Kolben (53) zwischen zwei in diesem angeordneten Anschlägen (48 und 24) in Richtung der Längsachse des zweiten Kolbens (53) verschiebbar angeordnet;
d) der dritte Kolben (28, 29, 64) weist Mittel (18) zur Mitnahme des Bauteils (9) entgegen der Kraft der Druckfeder (55) auf;
e) der Abstand zwischen dem ersten Anschlag (48) und dem zweiten Anschlag (24) des zweiten Kolbens (53) ist so gemessen, daß der dritte Kolben (28, 29, 64) in Richtung der Längsachse des zweiten Kolbens (53) einen Hub ausführen kann, welcher so bemessen ist, daß die Wirkverbindung zwischen dem ersten Kolben (2) und dem zweiten Kolben (53) aufgehoben ist, wenn der dritte Kolben (28, 29, 64) am ersten Anschlag (48) anliegt und die Wirkverbindung zwischen dem ersten Kolben (2) und dem zweiten Kolben (53) wieder hergestellt ist, wenn der dritte Kolben (28, 29, 64) am zweiten Anschlag (24) anliegt.

6. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) der dritte Kolben (28, 29, 64) besteht aus einem rohrförmigen Körper (29, 64) an dessen äußerer Mantelfläche ein umlaufender Vorsprung (28) vorgesehen ist;
b) der dem ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßven til (14, 12, 11) zugewandte Bereich (64) des rohrförmigen Körpers (29, 64) erstreckt sich in einen sich auf den zweiten Kolben (53) zu er streckenden rohrförmigen Fortsatz (22) des Ventil körpers (14) des ersten kombinierten Einlaß- und Auslaßventils (14, 12, 11) hinein und ist mittels eines Dichtrings (61) gegen die Innenwand des rohrförmigen Fortsatzes (22) abgedichtet;
c) der dem zweiten Kolben (53) zugewandte Bereich (29) des rohrförmigen Körpers (29, 64) erstreckt sich in den zweiten Kolben (53) hinein und wird auf der äußeren Mantelfläche eines rohrförmigen Vorsprungs (30) des zweiten Kolbens (53) geführt;
d) zwischen der äußeren Mantelfläche des umlaufenden Vorsprungs (28) des dritten Kolbens (28, 29, 64) und einer eine im zweiten Kolben (53) vorgesehenen Durchgangsöffnung begrenzenden Wandung ist ein Dichtelement (26) angeordnet.

7. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (53) mit einer vom ersten Bremsdruck beaufschlagten Steuerfläche (57) eine Steuerkammer (21) und mit einer dieser Steuerfläche (57) entgegengerichteten Reaktionsfläche (45) eine Arbeitskammer (44) be grenzt.

8. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Kolben (53) als Stufenkolben ausgebildet ist, wobei die der Steuerkammer (21) zugewandte ringförmige Stirnfläche des zweiten Kolbens als eine erste Wirkfläche (57) und die Stufe des zweiten Kolbens (53) als eine zweite Wirkfläche (50) ausgebildet ist.

9. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) der zweite Kolben (53) weist eine abgestufte Durchgangsöffnung (31) auf, wobei die Stufe als ein erster Anschlag (48) und ein der Stufe gegen über angeordneter Sicherungsring als ein zweiter Anschlag (24) ausgebildet sind;
b) der dritte Kolben (28, 29, 64) ist mit seinem umlaufenden Vorsprung (28) derart im zweiten Kolben (53) verschiebbar angeordnet, daß sein Hub durch den ersten Anschlag (48) und dem zweiten Anschlag (24) begrenzt wird.

10. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Kolben (53) als Relaiskolben ausgebildet ist, dessen der Steuerkammer (21) zuge wandte Seite vom ersten Bremsdruck beaufschlagbar ist und dessen der Steuerkammer (21) abgewandte Seite als Reaktionsfläche (45) für den zweiten Bremsdruck ausgebildet ist.

11. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die der Steuerkammer (21) zugewandte Seite des umlaufenden Vorsprungs (28) des dritten Kolbens (28, 29, 64) als Wirkfläche (23) für den dritten Kolben (28, 29, 64) ausgebildet ist, welche vom Druck in der ersten Steuerkammer beaufschlagt wird.

12. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerkammer (21) und die Druckmit teleingangskammer (34) über einen Kanal ineinander verbunden sind.

13. Zweikreisige Bremsventileinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß ein mit einem Bremskraftregler verbun dener Druckmittelanschluß (54) vorgesehen ist, über welchen eine zweite Wirkfläche (50) des zweiten Kolbens (53) mit dem vom Bremskraftregler kommenden Druck beaufschlagbar ist.