DE2637278C2 - Drucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

a) das erste Drucksteuerventil als Druckminderventil ausgebildet ist, das in an sich bekannter Weise einen axial verschiebbaren Stufenkolben aufweist auf den die 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 mit dem das Schließglied oberhalb des Umschaltpunktes in die Schließstellung bewegbar ist;

b) das Schließglied des ersten, als Druckminderventil ausgebildeten Drucksteuerventils gegensinnig zum Schließglied des zweiten, als Druckbegrenzungsventil ausgebildeten Drucksteuerventils schließt:

c) die beiden Stirnflächen des Zwischenkolbens vom jeweiligen Ausgangsdruck der beiden Drucksteuerventile beaufschlagt sind, nach Patent 22 36 294,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschiebeweg des Zwischenkolbens (15) in Richtung des Druckminderventils (3, 8, 9) durch einen gehäusefesten Anschlag (21) begrenzt ist und der Zwischenkolben (15) eine axiale Bohrung (16) hat, in der ein ebenfalls vom jeweiligen Ausgangsdruck beaufschlagter Hilfskolben (18, 18') angeordnet ist, welcher einerseits am Stufenkolben (3) und/oder Schließglied (9) des Druckminderventils (3,8,9) und andererseits am Schließglied (14) des Druckbegrenzungsventils (10, 12, 14) abstützbar ist und dessen Verschiebbarkeit im Zwischenkolben (15) in Riehtung des Druckminderventils (3, 8, 9) durch einen Anschlag (17) am Zwischenkolben (15) begrenzt ist.

2. Drucksteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (16) im Zwischenkolben (15) als Stufenbohrung und der Hilfskolben (18, 18') stufenförmig ausgebildet ist, wobei dessen größere Stirnfläche vom Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils (10, 12, 14) und dessen kleinere Stirnfläche vom Auspangsdruck des Druckminderventils (3, 8, 9) beaufschlagt ist, und daß die w> Abstufung der Stufenbohrung (16) der Anschlag (17) am Zwischenkolben (15) ist.

3. Drucksteuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder (19) am Hilfskolben (18, 18') in Richtung des Druckbegren- f>"> zungsventils (10,12,14) und am Zwischenkolben (15) in Richtung des Druckminderventils (3, 8, 9) abgestützt ist.

4. Drucksteuereinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß der Hilfskolben (18, 18') durch zwei Kolben (18 und 18') unterschiedlichen Durchmessers gebildet ist die sich aneinander abstützen.

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie im Hauptpatent 22 36 294 beschrieben ist

Bei der Drucksteuereinheit des Hauptpatents wird, wenn beide Bremskreise intakt sind, mittels des Zwischenkolbens der Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils oberhalb des Umschaltpunktes dem Ausgangsdruck des Druckminderventils nachgeführt Dies wird dadurch bewirkt daß sich der Zwischenkolben bei einer Druckdifferenz verschiebt und dabei die Schließglieder der beiden Ventile derart beeinflußt daß sich die Ausgangsdrücke aneinander angleichen, wobei die Ausgangsdrücke vom Druckminderventil bestimmt werden.

Durch den Reibungswiderstand der Dichtungen des Zwischenkolbens ist zu dessen Verschiebung eine Druckdifferenz erforderlich, die durch die Querschnittsfläche des Zwischenkolbens und dessen Reibwiderstand bestimmt ist. Diese Druckdifferenz soll so klein wie möglich sein, um einen möglichst gleichmäßigen Verlauf der beiden Ausgangsdrücke zu erreichen. Dies führt zur Forderung, den Durchmesser des Zwischenkolbens möglichst groß zu wählen, weil mit zunehmendem Durchmesser das Verhältnis Querschnittsfläche Reibungswiderstand günstiger wird und sich damit der Zwischenkolben schon bei einer geringeren Druckdifferenz verschiebt, die durch die Reibung der Dichtungen bedingte Hysterese also kleiner wird.

Bei der Dimensionierung des Zwischenkolbens muß jedoch auch der Fall betrachtet werden, daß der vom Druckminderventil beeinflußte Bremskreis ausfällt In diesem Fall wirkt dem Ausgangsuruck des Druckbegrenzungsventils nur noch die Steuerkraft des Druckminderventils entgegen, wodurch der Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils echt begrenzt wird. Die Höhe des begrenzten Ausgangsdruckes ist dabei von der Größe der Steuerkraft und der Queischnittsfläche des Zwischenkolbens abhängig. Da man in diesem Fall einen möglichst hohen Ausgangsdruck erreichen will, bevor das Druckbegrenzungsventil schließt, muß die Querschnittsfläche und damit der Durchmesser des Zwischenkolbens für diesen Fall möglichst klein gewählt werden.

Man hat also bei der Dimensionierung des Zwischenkolbens zwei sich direkt widersprechende Forderungen, zwischen denen normalerweise ein Mittelweg begangen wird. Dieser Mittelweg befriedigt jedoch nicht vollständig.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Drucksteuereinheit des Hauptpatents derart weiterzubilden, daß einerseits bei intakten Bremskreisen nur eine geringe Differenz zwischen den beiden Ausgangsdrücken auftritt und daß andererseits bei Ausfall des vom Druckminderventil beeinflußten Bremskreises ein hoher Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils erreicht wird, bevor dessen Schließglied in Schließstellung gelangt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein

Verschiebeweg des Zwischenkolbens in Richtung des Druckminderventils durch einen gehäusefesten Anschlag begrenzt ist und der Zwischenkolben eine axiale Bohrung hat, in der ein ebenfalls vom jeweiligen Ausgangsdruck beaufschlagter Hilfskolben angeordnet ist, welcher einerseits am Stufenkolben und/oder Schließglied des Druckminderventils und andererseits am Schließglied des Druckbegrenzungsventils abstützbar ist und dessen Verschiebbarkeit im Zwischenkolben in Richtung des Druckminderventils durch einen Anschlag am Zwischenkolben begrenzt ist

Damit braucht bei der Dimensionierung des Zwischenkolbens keine Rücksicht mehr auf den Fall genommen werden, daß der vom Druckminderventil beeinflußte Bremskreis ausfällt. Sein Durchmesser kann somit groß genug gewählt werden, um eine sehr geringe Hysterese zu erreichen. Bei Ausfall dieses Bremskreises wird der Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils neben der Steuerkraft nur von dem dem Druckbegrenzungsventil zugewandten Querschnitt des ebenfalls frei dimensionierbaren Hilfskolben bestimmt, weil der Zwischenkolben in diesem Fall direkt am Gehäuse und nicht gegen die Steuerkraft abgestützt ist. Der Anschlag am Zwischenkolben sorgt dafür, daß zum Aufstoßen des Ventilgliedes zum Druckbegrenzungsventil die vom Zwischenkolben auf den Hilfskolben übertragbare Kraft nicht durch den Reibungswiderstand zwischen Hilfskolben und Zwischenkolben begrenzt wird. Solange der Zwischenkolben und der Hilfskolben rein hydraulisch kraftbeaufschlagt sind, bewegen sie sich _3Ü stets gemeinsam, weil, wie eingangs dargelegt, dn großer Kolben sich schon bei geringerer Druckdifferenz bewegt als ein kleinen

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die Bohrung im Zwischenkolben als Stufenbohrung und der Hilfskolben als Stufenkolben ausgebildet ist, dessen größere Stirnfläche vom Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils und dessen kleinere Stirnfläche vom Ausgangsdruck des Druckminderventils beaufschlagt ist, und daß die Abstufung der Stufenbohrung der w Anschlag am Zwischenkolben ist. Damit wird erreicht, daß bei normaler Funktion mit intakten Bremskreisen der Zwischenkolben eine genau definierte Position gegenüber dem Hilfskolben einnimmt und nicht erst während des Regelvorganges in die vom Anschlag am 4-, Zwischenkolben bestimmte Stellung gelangt.

Dadurch, daß eine Rückstellfeder am Hilfskolben in Richtung des Druckbegrenzungsventils und am Zwischenkolben in Richtung des Druckminderventils abgestützt ist, wird erreicht, daß der Zwischenkolben in -,0 Ruhestellung am gehäusefesten Anschlag gehalten wird. Er verschiebt sich erst bei beginnendem Druckaufbau gegen die Abstufung des Hilfskolben. Damit werden bei Normalfunktion alle Teile bewegt, so daß keine Dichtungen während längerer Nichtbetätigung verkle- <λ ben können; und wenn sich im vom Druckminderventil beeinflußten Bremskreis kein Druck aufbaut, braucht der Zwischenkolben nicht erst zum gohäusefesten Anschlag hin verschoben werden, was einen Volumenverbrauch aus dem intakten Bremskreis zur Folge hätte.

Eine in fertigungstechnischer Hinsicht besonders günstige Weiterbildung besteht darin, daß der Stufenkolben durch zwei Kolben unterschiedlichen Durchmessers gebildet ist, die gegeneinander abgestützt sind. Damit wird vermieden, daß die beiden Kolbenlaufflä- bs chen in der Stufenbohrung und am Hilfskolben genau konzentrisch sein müssen, was einerseits bei geringen Durchmessern von besonderer Bedeutung ist. andererseits erhöhten Fertigungsaufwiind für dann einzuhaltende geringere Toleranzen bedingt.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

In einen» Gehäuse 1 ist eine Bohrung 2 vorgesehen, in der in der Zeichnung gesehen links ein Stufenkolben 3 angeordnet ist Das Ende geringeren Durchmessers ragt durch eine Hülse 4 aus der Bohrung Z Auf dieses Ende geringeren Durchmessers wirkt eine durcii einen Pfeil 5 angedeutete Steuerkraft Q, die beispielsweise achslastabhängig sein kann. Der Stufenkolben 3 isi in der Bohrung 2 und der Hülse 4 dichtend verschiebbar geführt, wodurch an seiner Abstufung ein Ringraum 6 begrenzt ist Dieser Ringraum 6 ist über einen Druckmittelanschluß mit einem ersten Bremskreis einer Bremsdruckquelle verbindbar. Von der größeren Stirnfläche des Stufenkolbens 3 wird eine Seite eines Auslaßraums 7 begrenzt, der über einen Druckmittelanschluß mit Radbremsen verbindbar ist Im Stufenkolben 3 ist ein Druckmitteldurchgang 8 vorgesehen, durch den der Ringraum 6 mit dem Auslaßraum 7 verbunden ist und der durch ein federbelastetes Schließglied 9 verschließbar ist.

In der Zeichnung gesehen rechts ist die Bohrung 2 durch ein mit dem Gehäuse 1 fest verbundenem Element 10 verschlossen, welches einen Druckmitteianschluß U aufweist, der über einen Druckmitteldurchgang 12 mit einem vom Element 10 einerseits begrenzten Auslaßraum 13 verbunden ist Im Druckmitteldurchgang 12 ist ein federbelastetes Schließglied 14 angeordnet Der Auslaßraum 13 ist mit Radbremsen verbindbar, während der Druckmittelanschluß 11 mit einem zweiten Bremskreis einer Bremsdruckquelle verbindbar ist.

Zwischen dem Auslaßraum 7 und dem Auslaßraum 13 ist ein Zwischenkolben 15 angeordnet, der in der Bohrung 2 dichtend verschiebbar ist und die beiden Auslaßräume 7 und 13 druckmitteldicht voneinander trennt. Der bisher beschriebene Aufbau der Drucksteuereinheit enspricht vollständig dem Aufbau der Drucksteuereinheit des Hauptpatents.

Über das Hauptpatent hinausgehend hat der Zwischenkolben 15 eine axiale Bohrung 16, die stufenförmig ausgebildet ist und eine einen Anschlag 17 bildende Abstufung hat. Die Bohrung 16 ist in bekannter Weise im Bereich der Abstufung für eine Schnüffelbohrung mit der Atmosphäre verbunden. In der Bohrung 16 ist dichtend verschiebbar ein Hilfskolben 18, 18' angeordnet, der aus zwei gegeneinander abgestützten Kolben 18 und 18' besteht, die somit einen Stufenkolben bilden, dessen größere Stirnfläche dem Auslaßraum 13 und dessen kleinere Stirnfläche dem Auslaßraum 7 zugewandt ist. Die beiden Enden des Hilfsk&lbens 18, 18' ragen über den Zwischenkolben 15 hinaus. Um das somit in den Auslaßraum 13 ragende Ende des Hilfskolben 18,18' ist eine Rückstellfeder 19 angeordnet, die sich einerseits am Zwischenkolben 15 und andererseits an einem am Ende des Hilfskolben 18, 18' befestigten Sicherungsring 20 abstützt.

Durch die Steuerkraft Q ist der Stufenkolben 3 in der Zeichnung gesehen nach rechts beaufschlagt und stützt sich am Kolben 18' ab, wodurch gleichzeitig das Schließglied 9 in OFfenstellung gehalten ist. Der Kolben 18 des Hilfskolben 18, 18' stützt sich seinerseits am Element 10 und am Schließglied 14 ab, wodurch auch das Schließglied 14 in Offenstellung gehalten ist. Durch die Rückstellfeder 19 wird der Zwischenkolben 15 nach links gedrängt und stützt sich an einem am Gehäuse 1 im

Auslaßraum 7 ausgebildeten gehäusefesten Anschlag 21 ab.

Wenn beide Bremskreise intakt sind und somit dem Ringraum 6 und dem Druckmittelanschluß 11 Druckmittel zugeführt wird, ergibt sich folgende Funktion. Bei beginnendem Druckaufbau gelangt zunächst das Druckmittel vom Ringraum 6 zum Auslaßraum 7 und vom Druckmittelanschluß 11 zum Auslaßraum 13. In den Auslaßräumen 7 und 13 herrscht somit ein Ausgangsdruck, der dem Druck der Bremsdruckquelle entspricht. Diese Aushangsdrücke beaufschlagen den Zwischenkolben 15, dessen dem Auslaßraum 13 zugewandte Stirnfläche infolge seiner stufenförmigen Bohrung 16 kleiner ist als seine dem Auslaßraum 7 zugewandte Stirnfläche, weshalb er sich gegen die Rückstellfeder 19 nach rechts verschiebt, bis er mit dem Anschlag i7 am Kolben 18 des Hilfskolbens 18,18' anliegt. Dabei hat er sich vom gehäusefesten Anschlag 21 entfernt. Der Hilfskolben 18, 18' bleibt zunächst noch zwischen dem Stufenkolben 3 und dem Element 10 durch die Steuerkraft Q eingespannt.

Mit zunehmendem Druck im Ringraum 6 und Auslaßraum 7 wird jedoch auch am Stufenkolben 3 in bekannter Weise eine der Steuerkraft Q entgegenwirkende Kraft immer stärker. Sobald diese die Steuerkraft überwindet, ist der Umschaltpunkt erreicht, wobei sich der Stufenkolben 3 nach links verschiebt, das Schließglied 9 in Schließstellung gelangt und im Auslaßraum 7 nur noch ein geminderter Druckaufbau gegenüber dem Ringraum 6 stattfindet. Ab diesem Zeitpunkt ist der Hilfskolben 18, 18'' im Auslaßraum 7 nur noch hydraulisch beaufschlagt Er verschiebt sich daher bei zunehmendem Druck im Auslaßraum 13 gemeinsam mit dem Zwischenkoiben 15 nach links, so daß auch das Schließglied 14 in Schließstellung gelangt. Der Hilfskolben 18, 18' und der Zwischenkolben 15 werden wegen ihrer unterschiedlichen Stirnflächen hydraulisch stets in gegenseitiger Anlage am Anschlag 17 gehalten und bilden so bei normaler Funktion eine Einheit, deren dem Auslaßraum 7 zugewandte Gesamtstirnfläche der dem Auslaßraum 13 zugewandte Gesamtstirnfläche entspricht Damit sorgt der Zwischenkolben 15 gemeinsam mit dem Hilfskolben 18, 18' stets für gleichen Druck in den beiden Auslaßräumen 7 und 13 wie beim Hauptpatent. Nach beendeter Bremsung, das heißt wenn der Druck der Bremsdruckquelle wieder auf Null zurückgeht, gelangen alle Teile wieder in die gezeichnete Position. Der Hilfskolben 18, 18' wird wieder durch die Steuerkraft Q zwischen dem Stufenkolben 3 und dem Element 10 mechanisch eingespannt. Der Zwischenkolben 15 wird durch die Rückstellfeder 19 wieder gegen den gehäusefesten Anschlag 21 geschoben.

Fällt der vom Druckminderventil 3, 8, 9 beeinflußte Bremkreis. aus, so ergibt sich folgende Funktion. In diesem Fall herrscht im Ringraum 6 und im Auslaßraum 7 kein Druck, so daß weder der Zwischenkolben 15 noch der Hilfskolben 18, 18' hydraulisch nach rechts beaufschlagt ist. Es ist lediglich der Kolben 18 des Hilfskolbens 18, 18' über den Stufenkolben 3 und den Kolben 18' mechanisch mit der Steuerkraft Q belastet. Im Auslaßraum 13 baut sich der vom zweiten intakten Bremskreis der Brernsdruckqueile zugeführie Druck auf. Dieser beaufschlagt die dem Auslaßraum 13 zugewandte Stirnfläche des Zwischenkolbens 15 und des Kolbens 18 des Hilfskolbens 18, 18'. Der Zwischenkolben 15 wird dadurch immer stärker gegen den gehäusefesten Anschlag 21 gedrückt und bleibt in seiner Stellung. Der Kolben 18 des Hilfskolbens 18, 18' wird entgegen der Steuerkraft Q gedrückt und bei einem durch die Steuerkraft <?und die dem Auslaßraum 13 zugewandte Stirnfläche bestimmten Druck im Auslaßraum 13 nach links verschoben. Damit gelangt das Schließglied 14 in Schließstellung, so daß im Auslaßraum 13 kein weiterer Druckaufbau mehr möglich ist. Der Abschaltdruck des Druckbegrenzungsventils 10, 12, 14 wird also nur durch die dem Auslaßraum 13 zugewandte Stirnfläche des Kolbens 18 des Hilfskolbens 18, 18' bestimmt und nicht durch die Stirnfläche des Zwischenkolbens 15. Die Stirnfläche des Zwischenkolbens 15 einschließlich der des Hilfskolbens 18, 18' ist nur bei intakter Bremsanlage für den Druckausgleich zwischen den beiden Auslaßräumen 7 und 13 maßgebend.

Bei Ausfall des über das Druckbegrenzungsventil 10, 12, 14 geführten Bremskreises arbeitet das Druckminderventil 3, 8, 9 völlig normal. Es wird lediglich der Zwischenkolben 15 durch den Druck im Auslaßraum 7 mit seinem Anschlag 17 gegen den Kolben 18 des Hilfskolbens 18, 18' nach rechts verschoben und an diesem abgestützt. Der Kolben 18 seinerseits bleibt am Element 10 abgestützt, da sich ja in diesem Fall im Auslaßraum 13 kein Druck aufbaut.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 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 und den Radbremszylindern eines Kreises steuernden Drucksteuerventilen gebildet ist, wobei auf das erste Drucksteuerventil in Öffnungsrichtung eine Steuerkraft einwirkt und wobei ferner zwischen dem ersten Drucksteuerventil und dem zweiten, als Druckbegrenzungsventil ausgebildeten Drucksteuerventil ein Zwischenkolben angeordnet ist, wobei