DE2402291C3

DE2402291C3 - Bremskraftregler für eine Mehrkreisbremsanlage

Info

Publication number: DE2402291C3
Application number: DE19742402291
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl.-Ing. Burgdorf; Heinrich Oberthuer
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1972-07-24
Filing date: 1974-01-18
Publication date: 1980-02-28
Also published as: DE2402291A1; DE2402291B2

Description

Das Hauptpatent betrifft eine Bremsdrucksteuerjo einheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der die Bremsen an den Fahrzeughinterrädern von zwei getrennten Bremskreisen beaufschlagt sind, welche Steuereinheit von zwei koaxial hintereinander angeordneten, jeweils die Druckmittelverbindung zwi- i^r> sehen einer Druckmittelquelle und den Radbremszylindern eines Kreises steuernden Drucksteuerventilen gebildet ist, wobei

a) das erste Drucksteuerventil als Druckminderventil mit einem axial verschiebbaren, mit einem

ίο Schließglied zusammenwirkenden Stufenkolben ausgebildet ist, auf den eine von außen eingeleitete Steuerkraft einwirkt und dessen kleinere Fläche vom Druck der Druckmittelquelle und dessen größere Fläche entgegen der Steuerkraft

•Ti von dem den nachgeschalteten Radbremsen zugeführten Druck beaufschlagt ist und durch den das Schließglied oberhalb des Umschaltpunktes in die Schließstellung bewegbar ist,

b) das zweite Drucksteuerventil als Druckbegrenw zungsventil ausgebildet ist, dessen Schließglied

über einen Zwischenkolben kraftschlüssig mit dem Schließglied des Druckminderventils verbunden ist, wobei das Schließglied des Druckbegrenzungsventils gegensinnig zum Schließglied des Druckminderventils schließt,

c) die beiden Stirnflächen des Zwischenkolbens vom jeweiligen Ausgangsdruck der beiden Drucksteuerventile beaufschlagt sind.

Bei Fahrzeugen mit einer Mehrkreisbremsanlage, wi z. B. einer zweikreisigen, muß bei Ausfall eines Bremskreises die gesamte Bremsleistung von den an dem noch intakten Bremskreis angeschlossenen Rädern aufgebracht werden. Dazu ist es erforderlich, daß alle an diesem noch intakten Bremskreis angeschlosh5 Sicnen Räder bzw. deren Radzylinder weiterhin mit Druckmittel normal versorgt werden können. Beim Gegenstand des Hauptpatents ist dieser Umstand zwar bei Ausfall des Druckmittelkreises, der über das

Druckbegrenzungsventil geführt ist, berücksichtigt und der noch intakte Bremskreis, der über das Druckminderventil geführt ist, wird ohne irgendwelche Beeinflussung weiterhin normal geregelt. Fällt jedoch der über das Druckbegrenzungsventil geführte Bremskreis aus, so ist im Druckraum vor der größeren Kolbenfläche des Stufenkolbens kein Druck vorhanden, der auf das Druckbegrenzungsventil übertragen werden kann. Dadurch ist das Schließglied des Druckbegrenzungsventils nur noch durch die Steuerkraft in Öffnungsrichtung beaufschlagt und unterbricht deshalb die Druckmittelverbindung zum angeschlossenen Radzylinder bei geringem Druck. Demzufolge steht in diesem Fall für eine wirksame Bremsung nur noch das direkt an dem intakten Bremskreis angeschlossene Vorderrad zur Verfügung. Es ist somit bei Ausfall des über das Druckminderventil geführten Bremskreises nicht mehr möglich, mit dem noch intakten Bremskreis unter deA gegebenen Umständen eine optimale Bremsung zu Erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung ζ¹» schaffen, die verhindert, daß das Druckbegrenzungsventil bei Ausfall des Bremskreises, welcher üPer das Druckminderventil geführt ist, wirksam werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zwischenkolben mit einer Arretiereinrichtung versehen ist, die in ihrer Ruhestellung den Zwischenkolben im Gehäuse arretiert und die durch den vom Druckminderventil ausgesteuerten Druck in ihre Lösestellung bewegbar ist, wobei der Zwischenkolben in der arretierten Stellung das Schließglied des Druckbegrenzungsventil in der Offenstellung hält.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß bei Ausfall des über das Druckminderventil geführten Bremskreises der noch intakte über das Druckbegrenzungsventil geführte Bremskreis freien Druckmitteldurchgang hat. Es ist somit also möglich, alle an diesem Bremskreis angeschlossenen Radbremsen voll mit Druckmittel zu beaufschlagen. Es wird somit die mit einem Bremskreis maximal möglich erzielbare Bremsleistung erreicht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Zwischenkolben als zum Druckraum vor der größeren Kolbenfläche des Stufenkolbens hin offener Hohlkolben ausgebildet ist, in dem die Arretiereinrichtung angeordnet ist, und daß die Arretiereinrichtung von einem eine druckiaumseitige Beaufschlagungsfläche aufweisenden, axial verschiebbaren und in Richtung des Druckraumes vor der größeren Kolbenfläche des Stufenkolbens vorgespannten Betätigungskolben eines Kugelgesperres gebildet angeordnet ist.

Damit ist es möglich, die Bremsdrucksteuereinheit insgesamt klein zu halten, da für die Arretierung des Zwischenkolbens kein zusätzlicher Bauraum benötigt wir*!.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltunger, der Erfindung sit'd in Unteransprüchen gekennzeichnet. Die bes'mdf're'i Vorteile der einzelnen Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnur'g hervor.

ßin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der ZeichniJ^fi£ dargestellt und wird im folgenden näher beschriften. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Bremsdrucksteuereinheit lYiit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In eirtetn Reglergehäuse 1 ist eine durchgehende

ίο

abgestufte Bohrung 2 vorgesehen. Diese Bohrung ist in der Zeichnung in Bohrungsabschrutte ABC und D unterteilt. Der Bohrungsabschnitt A ist kleiner als der Bohrungsabschnitt B. In den Bonrangsabschnitten A und B ist ein Stufenkolben 3 axial beweglich angeordnet und mittels Dichtungen 4 und 5 gegenüber der Bohrung abgedichtet. In einen zwischen den Dichtungen 4 und 5 entstehenden Druckraum 6 mündet ein Anschluß 7. Dieser Anschluß 7 ist mit einem Bremskreis eines nicht dargestellten Hauptbremszylinders verbunden. Durch eine radiale Bohrung 8 und einen koaxialen Druckmitteldurchlaß 9 im Inneren des Stufenkolbens 3 hat der Druckraum 6 Verbindung mit einem Druckraum 10 vor dem Stufenkolben 3. Vom Dnsckraum 10 führt ein Auslaß 11 zu den nicht dargestellten Radzylindern einer Hinterradbremse (mit RZX bezeichnet).

Im Druckmitteldurchlaß 9 befindet sich ein Schließglied 12, welches durch eine Feder 13 gegen einen Ventilsitz 14 vorgespannt ist. Das Schließglied 12 hat einen in Richtung auf den Bohrungsabschnitt C aus dem Stufenkolben 3 herausragenden Stößel 15.

Ein Ende 3' des Stufenkolbens 3 mit dem geringeren Durchmesser ragt aus dem Bohrungsabschnitt A hervor. Auf diesem Ende 3' stützt sich eine vorgespannte Feder 32 über einen Federteller 33 ab. Die Feder 32 wird durch einen am Reglergehäuse 1 befestigten Federtopf 31 unter Vorspannung gehalten. Diese Vorspannung der Feder 32 entspricht einer Steuerkraft, die in den Stufenkolben 3 eingesteuert wird, um einen bestimmten Umschaltpunkt zu erreichen.

Der Stufenkolben 3 befindet sich in Anlage an einer Scheibe 34, die in einem Zwischenkolben 18,18' befestigt ist und sich im Bohrungsabschnitt C befindet. In Anlage an die Scheibe 34 befindet sich auch der Stößel 15 des Schließgliedes 12, wodurch dieses in Offenstellung gehalten wird. Die Scheibe 34 wird von nicht dargestellten öffnungen durchdrungen, wodurch eine Bohrung 35 im Zwischenkolben 18, 18' mit dem Druckraum 10 verbunden ist.

Der Zwischenkolben 18, 18' ist ebenfalls durch Dichtungen 16, 17 gegen den Bohrungsabsclmitt C abgedichtet und in diesem axial beweglich.

In der Bohrung 35 des Zwischenkolbens 18 ist ein Betätigungskolben 36 axial beweglich geführt und gegenüber der Bohrung 35 durch eine Dichtung 37 abgedichtet. Ein erweitertes Ende 36' des Betätigungskolbens 36 ragt in einen vergrößerten Raum 39 des Zwischenkolbens 18'. Eine Feder 40 stützt sich im Inneren des Zwischenkolbens 18' einerseits und auf dem Betätigungskolben 36 andererseits ab und spannt den Betätigungskolben 36 in Richtung auf den Bohrungsabschnitt B vor. Der Zwischenkolben 18' hat öffnungen 41, die vom Raum 39 zur Außenseite des Zwischenkolbens 18' verlaufen. Angrenzend an die öffnungen 41 des Zwischenkolbens 18' befindet sich in der Bohrung 2 des Reglergehäuses 1 eine Ringnut 43. Eine Kante 44 der Ringnut 43 ist in Richtung des Bohrungsabschnittes B abgeschrägt. In den Öffnungen 41 des Zwischenkolbens 18' befinden sich Kugeln 42, die in die Ringnut 43 eingreifen und sich auf einer Rampe 38 des Betätigungskolbens 36 radial abstützen.

Im Bohrungsabschnitt C angrenzend an den Bohrungsabschnitt D befindet sich ein Druckraum 29, der über einen Anschluß 30 mit den nicht dargestellten Radzylindern RZH einer Hinterradbremse verbun-

den ist. Der Druckraum 29 wird von einer Scheibe 45 im Bohrungsabschnitt D begrenzt, welche durch ein eingeschraubtes Gehäuse 22 eines Druckbegrenzers 21 in fester Position gehalten wird. Die Verschraubung des Gehäuses 22 ist dabei mittels einer Dichtung 47 nach außen hin abgedichtet. Die Scheibe 45 weist öffnungen 46 auf, die den Druckraum 29 mit einem Raum 48 verbinden. Der Zwischenkolben 18' befindet sich in Anlage an der Scheibe 45.

Das Gehäuse 22 des Druckbegrenzers 21 weist einen Anschluß 28 auf, der mit einem Druckmitteldurchlaß 23 in Verbindung steht. Im Druckmitteldurchlaß 23 ist ein Schließglied 24 angeordnet, welches mittels einer Feder 29 auf einen Ventilsitz 26 vorgespannt ist. Das Schließglied 24 hat einen in Richtung des Bohrungsabschnittes C aus dem Druckbegrenzer herausragenden Stößel 27, der sich auf einem Fortsatz 49 des Zv/ischenkolbens 18' entgegen der Kraft der Feder 25 abstützt. Das Schließglied 24 ermöglicht in dieser Stellung freien Druckmitteldurchgang vom Druckmitteldurchlaß 23 zum Raum 48.

Die Funktionsweise der Bremsdrucksteuereinheit ist, wenn beide Bremskreise intakt sind, folgende:

Bevor Bremsdruck aufgebaut wird, befinden sich alle Teile in der gezeichneten Stellung. Mit Beginn des Bremsdruckaufbaues wird den Anschlüssen 7 und 28 Druckmittel vom Hauptbremszylinder zugeführt. Das dem Anschluß 7 zugeführte Druckmittel des Bremskreises 1 dringt durch den Druckraum 6, die Bohrung 8 und den Druckmitteldurchlaß 9 vorbei am Schließglied 12 zum Druckraum 10 vor der größeren Fläche des Stufenkolbens 3. Von diesem gelangt es über den Anschluß 11 zu den Radbremszylindern eines Hinterrades. Das dem Anschluß 28 zugeführte Druckmittel gelangt ebenfalls durch den Druckmitteidurchlaß 23 vorbei am Schließglied 24 in den Raum 48. Von diesem durch die öffnungen 46 in den Druckrau 29, von welchem es über den Anschluß 30 den Radbremszylindern eines anderen Hinterrades zugeführt wird. Das im Druckraum 10 befindliche Druckmittel gelangt ebenfalls durch Öffnungen in der Scheibe 34 in die Bohrung 35 des Zwischenkolbens 18 und beaufschlagt dort den Betätigungskolben 36, wodurch dieser entgegen der Kraft der Feder 40 in Richtung des Bohrungsabschnittes D in seine Endstellung verschoben wird. Durch die Verschiebung des Betätigungskolbens 36 besteht für die Kugeln 42 die Möglichkeit, aus der Kmgnut 43 ins innere des Zwischenkolbens 18' zurückzuweichen. Damit ist die durch die Kugeln 42 bewirkte axiale Arretierung des Zwischenkolbens 18' aufgehoben.

Mit zunehmendem Druck im Druckraum 10, der durch die Schwimmwirkung des Zwischenkolbens 18, 18' genau dem Druck im Druckraum 29 entspricht, beginnt der Stufenkolben 3 sich entgegen der Kraft der Feder 32 zu verschieben. Damit kommt das Schließglied 12 in eine sogenannte Schnüffelstellung, und der Regelvorgang am Stufenkolben 3 beginnt. Der Druck wird nunmehr oberhalb des Umschaltpunktes entsprechend den Flächenverhältnissen des Stufenkolbens 3 reduziert zu den Hinterradbremsen weitergegeben. Wird der Druck im Hauptzylinder weiter erhöht, so wird der Stufenkolben 3 erneut in Richtung des Zwischenkolbens 18,18' verschoben, so daß das Schließglied 12 durch seinen Stößel 15 wieder so lange geöffnet wird, bis sich der Druck im Druckraum 10 entsprechend den Flächenverhältnissen des

Stufenkolbens weiter erhöht hat.

Für den zweiten Bremskreis, der durch den Druckbegrenzer 21 geführt ist, wird in Abhängigkeit vom ersten Bremskreis geregelt. Zunächst besteht ebenfalls freier Druckmitteldurchgang vom Anschluß 28 zum Anschluß 30 und somit vom Hauptzylinder zu den Radzylindern des angeschlossenen Hinterrades. Steigt der Druck im Druckraum 29 nun weiter an als der Druck im Druckraum 10, so wird der Zwischenkolben 18,18' in Richtung des Bohrungsabschnittes A verschoben. Dadurch wird das Schließglied 24 durch die Feder 25 auf seinen Ventilsitz 26 gebracht. Es wird somit die Verbindung vom Anschluß 28 zum Anschluß 30 unterbrochen. Der Druck im Druckraum 29 entspricht dabei dem im Druckraum 10. Wird nun der Druck im Hauptzylinder und damit der im Druckraum 10 weiter erhöht, so wird der Zwischenkolben 18,18'wieder in Richtung des Bohrungsabschnittes D verschoben und beaufschlagt somit den Stößel 27 des Schließgliedes 24, wodurch dieses von seinem Ventilsitz abhebt. Es kann somit wieder so viel Druckmittel durch den Druckbegrenzer in den Druckraum 29 nachfließen, bis sich dieser auf den Druck im Druckraum 10 eingependelt hat.

Zu beachten ist, daß der oben beschriebene Funktionsablauf äußerst feinfühlich und kontinuierlich vonstatten geht. Druckunterschiede in den Druckräumen 10 und 29 werden also immer sofort durch die Schwimmwirkung des Zwischenkolbens 18, 18' ausgeglichen bzw. sie können nur .so weit entstehen, bis die Reibungskraft der Dichtungen 16 und 17 überwunden werden kann.

Bei Ausfall des zweiten Bremskreises, der durch den Druckbegrenzer geführt ist, ergibt sich für den

J5 ersten Bremskreis im Prinzip die gleiche oben beschriebene Wirkungsweise, d. h. der erste Bremskreis wird völlig normal geregelt. Der einzige Unterschied besteht darin, daß der Zwischenkolben 18,18' in seiner Endstellung, d. h. in Anlage an der Scheibe 45, verbleibt, da er im Druckraum 29 in diesem Fall nicht mit Druckmitteln beaufschlagt wird.

Bei Ausfall des ersten Bremskreises, der durch den Stufenkolben geführt ist, ergibt sich für den durch den Druckbegrenzer geführten zweiten Bremskreis folgende Wirkungsweise.

Zu Beginn der Druckbeaufschlagung durch den Hauptzylinder befindet sich die gesamte Anordnung infolge der Vorspannkraft der Feder 32 in der gezeichneten Steiiung. Da in diesem Fall dci Beiäii-

gungskolben 36 in der Bohrung 35 nicht von Druckmittel beaufschlagt wird, verbleibt er weiterhin in der gezeichneten Stellung, so daß die Kugeln 42 die Ringnut 43 nicht verlassen können. Die aus der Druckbeaufschlagung im Druckraum 29 auf den Zwischenkol-

ben 18' resultierende Kraft wird somit über die Kugeln 42 am Reglergehäuse 1 abgestützt, so daß der Zwischenkolben 18, 18' seine Position nicht verlassen kann. Somit wird das Schließglied 24 über den Stößel 27 weiterhin in Offenstellung gehalten, so daß freier

fao Druckmitteldurchgang vom Anschluß 28 zum Anschluß 30 besteht.

Die an diesem zweiten Bremskreis angeschlossenen Hinterradbremsen werden also bei Ausfall des Drukkes im ersten Bremskreis voll vom Hauptzylinderdruck beaufschlagt, da die axiale Bewegung des Zwischenkolbens 18,18' nur bei vorhandenem Druck im Druckraum 10 und der damit verbundenen Bohrung 35 freigegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremsdrucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der die Bremsen an den Fahrzeughinterrädern von zwei getrennten Bremskreisen beaufschlagt sind, welche Steuereinheit von zwei koaxial hintereinander angeordneten, jeweils die Druckmittelverbindung zwischen einer Druckmittelquelle and den Radbremszylindern eines Kreises steuernden Drucksteuerventilen gebildet ist, wobei

a) das erste Drucksteuerventil als Druckminderventil mit einem axial verschiebbaren, mit einem Schließglied zusammenwirkenden Stufenkolben ausgebildet ist, auf den eine von außen eingeleitete Steuerkraft einwirkt und dessen kleinere Fläche vom Druck der Druckmittelquelle und dessen größere Fläche entgegen der Steuerkraft von dem den nachgeschalteten Radbremsen zugeführten Druck beaufschlagt ist und durch den das Schließglied oberhalb des Umschaltpunktes in die Schließstellung bewegbar ist,

b) das zweite Drucksteuerventil als Druckbegrenzungsventil ausgebildet ist, dessen Schließglied über einen Zwischenkolben kraftschlüssig mit dem Schließglied des Druckminderventils verbunden ist, wobei das Schließglied des Druckbegrenzungsventils gegensinnig zum Schließglied des Druckminderventils schließt,

c) die beiden Stirnflächen des Zwischenkolbens vom jeweiligen Ausgangsdruck der beiden Drucksteuerventile beaufschlagt sind, nach Patent 2236294, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkolben (18, 18") mit einer Arretiereinrichtung (36,36', 42) versehen ist, die in ihrer Ruhestellung den Zwischenkolben im Gehäuse (1) arretiert und die durch den vom Druckminderventil ausgesteuerten Druck in ihre Lösestellung bewegbar ist, wobei der Zwischenkolben in der arretierten Stellung das Schließglied (24) des Druckbegrenzungsventils in der Offenstellung hält.

2. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkolben (18,18') als zum Druckraum (10) vor der größeren Kolbenfläche des Stufenkolbens (3) hin offener Hohlkolben ausgebildet ist, in dem die Arretiereinrichtung angeordnet ist, und daß die Arretiereinrichtung von einem eine druckraumseitige Bcaufschlagungsfläche aufweisenden, axial verschiebbaren und in Richtung des Druckraumes (10) vor der größeren Kolbenflächc des Stufenkolbens (3) vorgespannten Betätigungskolben (36) eines Kugelgespcrres (41, 42, 43) gebildet ist.

3. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kugeln (42) des Kugelgesperres (41, 42, 43) mittels des Betätigungskolbens (36) durch radiale öffnungen (41) des Zwischenkolbens (18') in eine Ringnut (43) der Bohrung (2) des Gehäuses (1) einrückbar sind.

4. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vier Kugeln (42) vorgesehen sind.

5. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kante (44) der Ringnut (43) in Sperrichtung des Zwischenkolbens (18, IS') derart abgeschrägt ist, daß bei axialer Kraftbeaufschlagung der Kugeln (42) durch den Zwischenkolben (18, 18') eine die Kugeln (42) nach innen treibende Kraft vorhanden ist, die in Sperrstellung direkt vom Betätigungskolben (36) abgestützt ist.

6. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkolben (18; 18') zweiteilig ausgeführt ist.

7. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (36) durch eine Feder (40) in Richtung auf den Druckraum (10) vor der größeren Kolbenfläche des Stufenkolbens (3) vorgespannt ist.

8. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (36) durch einen Rückstellkolben vorgespannt ist, wobei die Beaufschiagungsfläche des Rückstellkolbens der des Betätigungskolbens (36) entgegengerichtet ist und mit einem Raum vor dem Druckbegrenzungsventil in Verbindung steht.