DE3614798C2 - Drucksteuereinheit für druckmittelbetätigbare Zweikreis-Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuereinheit für druck­ mittelbetätigbare Zweikreis-Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Drucksteuereinheiten dieser Art dienen zur Minderung des Bremsdruckes im Hinterachsbremskreis eines Fahrzeuges gegen­ über dem an den Vorderradbremsen herrschenden Druck. Um das Bremsverhalten bei verschiedenen Beladungszuständen eines Fahrzeuges unter Berücksichtigung der dynamischen Achslastver­ teilung während des Bremsvorganges optimal an das durch die ideale Bremsdruckkennlinie charakterisierte Bremsverhalten anzupassen, werden lastabhängige Drucksteuereinheiten verwen­ det, bei denen der Umschaltdruck, bei dem die Druckminderung einsetzt, verändert wird.

Aus der DE 33 43 614 A1 ist eine Drucksteuereinheit bekannt, welche einen komplizierten Aufbau aufweist und entsprechend schwierig montierbar ist. Die bekannte Drucksteuereinheit besitzt einen druckdicht im Steuerkolben zu verstanzenden Ventilsitz, der als zusätzliches, ringförmiges Einzelteil aus­ gebildet ist.

Eine gattungsgemäße Drucksteuereinheit ist Gegenstand der älteren, nicht vorveröffentlichten DE 34 41 751 A1. Sie weist einen zweiteiligen Steuerkolben auf, dessen erster Kolbenteil, der aus dem Gehäuse ragt, von einer lastabhängigen Kraft beaufschlagt ist. Der zweite Kolbenteil dient lediglich als Ventilsitz und Gehäuseanschlag.

Dasselbe trifft auf den Gegenstand gemäß der vorveröffentlichten EP 0 156 666 A1 zu, dessen zweiter Kolbenteil zusätzlich einen Sprengring trägt, der einen Federtopf einer Anschlagdämpfungsfeder abstützt.

Auch hier ist es wie bei den Gegenständen der DE 33 43 614 A1 und der EP 0 156 666 A1 notwendig, den zweiten Kolbenteil, also den Ventilsitz druckdicht mit dem ersten Kolbenteil zu verpressen.

Diese bekannten bzw. älteren Bauformen lassen es zudem nicht zu, daß ein als Anprägekugel benutztes Element auch als Dichtkörper oder Ventilschließglied im Regler verbaut wird, da sich die genaue Position des Ventilsitzes am Steuerkolben erst dann ergibt, wenn das kugelförmige Schließglied in der Ausnehmung bereits eingeschlossen ist. Eine solche Elementepaarung ist jedoch wegen der guten Dichtigkeitswerte anzustreben.

Es ist daher Aufgabe dem Erfindung, eine gattungsgemäße Drucksteuereinheit zu schaffen, die sich durch eine kosten­ günstige und einfache Herstellung, eine hohe Funktionssicher­ heit und besondere Ventildichtheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Von besonderem Vorteil ist, daß die Verbindung der beiden Kolbenteile sich zwischen den Dichtungen befindet, also nicht parallel zu einer Dichtung, so daß auf beiden Seiten dieser Verstemmung ohnehin derselbe Druck herrscht und daher eine druckdichte Verbindung überflüssig ist. Hinsichtlich zu treffenden Korrosionsschutzmaßnahmen ist von Vorteil, daß der Steuerkolben zweiteilig ausgeführt ist, wobei das aus dem Ge­ häuse ragende Verbindungsteil aus Edelstahl hergestellt sein kann, während das Steuerteil aus Stahl bestehen kann und einen integrierten Ventilsitz aufweist.

Besonders günstig auf die Herstellungskosten wirkt sich aus, daß als Dichtkörper oder Ventilschließglied ein Element von einfacher geometrischer Gestalt, insbesondere eine Kugel, verwendet werden kann, welches vor dem Verbinden des Verbindungsteils mit dem Steuerteil in eine entsprechende Ausnehmung eingesetzt wird und sowohl zum Anprägen des Ventilsitzes, als auch als Dichtkörper dient.

Von besonderem Vorteil ist, daß der Ventilbetätigungsstift von einem federnden Bauteil, insbesondere einer Feder oder einem Gummielement beaufschlagt wird.

Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Abweichung (Hysterese) der Druckauf- von der Druckabbaukennlinie der Drucksteuereinheit sehr gering zu halten.

Vorteilhaft für die Funktionssicherheit ist auch, daß, insbesondere durch Verspannen zwischen einem Verschluß­ stück und einer Ringscheibe, ein Filterelement in die Drucksteuereinheit eingebaut ist, welches insbesondere aus einem stabilen, Poren aufweisenden Werkstoff besteht und sich vor einer Eingangsbohrung befindet, da Druck­ steuereinheiten besonders schmutzempfindlich sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Hierzu zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Drucksteuereinheit,

Fig. 2 bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit-Gummielement zwischen Stift und Gehäuse,

Fig. 3 bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Feder zwischen Stift und Gehäuse,

Fig. 4 bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Filterelement,

Fig. 5 Schaubild des Verlaufes des Ausgangs- über dem Eingangsdruck.

In allen Darstellungen sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 dargestellte Drucksteuereinheit weist ein Gehäuse 1 auf, welches mit einer gestuften Hauptbohrung für die im wesentlichen aus dem Verbindungsteil 5 und dem Steuerteil 6 bestehende Regeleinrichtung versehen ist. Des weiteren sind Anschlußbohrungen für den Eingang 11 und den Ausgang 12 des Hinterachsbremskreises vorgesehen, die quer zu den Hauptbohrungen verlaufen.

Das im wesentlichen zylinderförmige Verbindungsteil 5 der Regeleinrichtung ist, da es mit der Atmosphäre in Kontakt kommt, aus einem rostfreien Stahl gefertigt und ragt in das gestufte, hülsenförmige, einen größeren Außendurch­ messer aufweisende Steuerteil 6 hinein, mit dem es ver­ stemmt, ist und lagert dichtend in einem druckdicht mit dem Gehäuse 1 verschraubten Verschlußstück 16. Um das Verschlußstück 16 greift ein Ende einer Schutzmanschette 17, deren anderes Ende in einer Ringnut des aus dem Ge­ häuse 1 ragenden Endstückes des Verbindungsteiles 5 befestigt ist. In einer Ausnehmung 8 des Steuerteiles 6 ist eine Kugel 7 vorgesehen, welche von einer Feder 18 an einem mit derselben Kugel angeprägten Ventilsitz am inneren Ende einer axialen Bohrung 19 zur Anlage gebracht wird, in die ein Stift 20 mit Spiel eingesetzt ist. Senk­ recht zur Bohrung 19 ist eine mit derselben in Verbindung stehende Querbohrung 21 vorgesehen.

Die Feder 18 stützt sich mit ihrem anderen Ende am Ver­ bindungsteil 5 ab und wird von einem am entsprechenden Ende dafür vorgesehenen Absatz des Verbindungsteils 5 geführt. Die Ausnehmung 8 steht über eine Querbohrung 22 und die Hauptbohrung für die Regeleinrichtung in Ver­ bindung mit der Anschlußbohrung 11. Das Steuerteil 6 ist verschiebbar in einem Ring 23 gelagert und durch einen Nutring 24 gegen das Gehäuse 1 hin abgedichtet. An der äußeren Dichtlippe des Nutringes 23 liegt eine Ring­ scheibe 25 an, die von einer Feder 26 beaufschlagt wird, deren anderes Ende sich an dem Ring 27 abstützt, welcher wiederum am Verschlußstück 16 anliegt.

Der Ring 27 weist einen geringeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Steuerteiles 6 auf, womit er als Rückhubbegrenzung für die Regeleinheit dient, in dem er als Anschlag für die Stirnfläche 36 des Steuerteiles 6 wirkt.

Durch den Ring 27 wird eine Dichtung 32, die zwischen dem Verbindungsteil 5 und dem Verschlußstück 16 dichtet, ge­ sichert. Die Regeleinrichtung wird über einen Hebel 29 von einer lastabhängigen Steuerkraft beaufschlagt, auf den die Steuerkraft durch eine vorgespannte (nicht darge­ stellte) Feder eingeleitet wird. Gegen die Ansteuerkraft verschiebt sich bei Erreichen des Umschaltdruckes während einer Bremsbetätigung das Steuer- und Verbindungsteil 5 und 6, so daß die zuvor vom Stift 20 in Öffnungsstellung gehaltene Kugel 7 die Bohrung 19 verschließt. Bei weiterem Ansteigen des durch die Bohrung 11 eingeleiteten Druckes wird der Auslaßdruck zur Bohrung 12 im Verhältnis der Druckbeaufschlagungsflächen des Steuerteils 6 und des Verbindungsteiles 5 gemindert.

Beim Absenken des Eingangsdruckes erfolgt der Druckabfall an der Auslaßseite zunächst durch das gegen die An­ steuerkraft aufgrund der Druckdifferenz. Der weitere Druckabbau erfolgt in Abhängigkeit von der Ansteuerkraft durch Überströmen des Nutringes 24 und durch das Öffnen des Ventilsitzes durch Betätigung der Kugel 7 durch den Stift 20 nach Anlage der Regeleinrichtung am Gehäuse 1.

Fig. 2 und 3 stellen jeweils eine Ausführungsform der Erfindung mit einem federnden Bauteil zwischen dem Stift 20 und dem Gehäuse 1 dar. In Fig. 2 ist dieses Bauteil ein Gummielement 42, das in eine entsprechende Ausnehmung des Gehäuses 1 am Ende der Bohrung für die Regeleinheit eingesetzt ist.

Die Form des Gummielementes 42 und der Ausnehmung ist kegelstumpfartig und zur Gehäuseinnenseite hin verjüngt vorgesehen, womit die axiale Fixierung des Gummielementes 42 erreicht wird, nach dem es in die Ausnehmung gedrückt und eingerastet ist. Der Stift 20 weist an seinem dem Gummielement zugewandten Ende einen verbreiterten Kopf 46 auf, für den auch am entsprechenden Ende des Steuerteils 6 eine Ausnehmung vorgesehen ist, die jedoch so bemessen ist, daß der Kopf 46 etwas über das Steuerteilende her­ ausragt.

Die Wirkung der Federkraft auf den Stift 20 führt bei Beendigung der Bremsbetätigung - siehe hierzu Punkt 61 in Fig. 5, in der das Diagramm des an der Bohrung 12 anliegenden Ausgangsdruckes P_A über dem Eingangsdruck P_E an der Bohrung 11 dargestellt ist - zu einem schnelleren Öffnen des Regelventils, die zusätzlich vom Steuerteil 6 aufzunehmende Kraft der Ventilkugel 7, wird über einen Weg von etwa 1 bis 2 Millimeter in das Steuer­ teil 6 geleitet. Dies verkürzt die Strecke 62, die andernfalls, je nach Höhe von P_E, bis zu 15 bar ent­ sprechen kann, und verkleinert den Hysteresebereich, also die Fläche zwischen der Druckaufbaukennlinie 63 und der gestrichelt gezeichneten Abbaukennlinie. Damit wird dieser für das stabile Fahrverhalten wichtige Bereich durch ein sehr geringes Abweichen von der Druckaufbau­ kennlinien 63 gekennzeichnet.

Fig. 3 zeigt eine Erfindungsausführung zum Verkleinern des Hystereseeffektes, in der eine Schraubenfeder 40 als elastisches Element zur Vorspannung des Stiftes 20 dient. Hierzu ist auf den Stift 20 ein runder, im Längsschnitt T-förmiger Kunststoffkörper 48 an dem zum Gehäuse weisen­ den Ende aufgepreßt. Das andere, zur Kugel weisende Ende des Stiftes ist mit einem Abschnitt 50 vergrößerten Durchmessers ausgestattet, welcher in einem vergrößerten Teil der Bohrung 19 geführt ist. In Verbindung mit dem Kunststoffkörper 48 wird so eine axiale Sicherung des Stiftes 20 geschaffen.

Der Kunststoffkörper 48 besitzt in seinem Bereich mit stärkerem Durchmesser, welcher zur Kugel 7 zeigt, Strömungskanäle 52, über welche die Bohrung 19 mit der Ausnehmung 54, in der der Kunststoffkörper 48 geführt ist, verbunden ist. Die Stirnseite der Ausnehmung 54 bildet einen Anschlag für den Kunststoffkörper 48. Auf der Rückseite des zum Anschlag weisenden, verbreiterten Teiles des Kunststoffkörpers 48 greift die Schraubenfeder 40 an, die sich mit ihrem anderen Ende am Gehäuse 1 ab­ stützt.

In Fig. 4 ist in der Bohrung für die Regeleinheit ein Filter 44 eingebaut. Dieser besteht aus einem steifen Werkstoff und ist ringförmig ausgebildet. Er wird vor der Verschraubung des Verschlußstückes 16 montiert und be­ findet sich, eingeklemmt zwischen letzterem und der Ring­ scheibe 25, eng an der Bohrung der Regeleinrichtung an­ liegend, unmittelbar vor der Bohrung 11, durch die das Druckmittel zugeführt wird. Auf diese Weise wird der Filter 44 aus zwei Richtungen durchströmt, was einen selbstreinigenden Effekt darstellt. Der Filter 44 kann aus einem Rohr aus Filtergewebe passend zugeschnitten werden, was eine preiswerte Herstellung ermöglicht.

Claims (4)

1. Drucksteuereinheit für druckmittelbetätigte Kraftfahrzeug- Bremsanlagen, mit einem Gehäuse, einer zwischen einem Ein- und einem Ausgang geschalteten Regelein­ richtung, die durch eine Steuerkraft angesteuert wird, mit einem zweiteiligen Steuerkolben, der an zwei Stellen zum Gehäuse hin abgedichtet ist, mit einem aus dem Gehäuse herausragenden, mit der ersten Dichtung abgedichteten ersten Kolbenteil und einem vollständig im Gehäuse angeordneten zweiten Kolben­ teil, welcher einen Ventilsitz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtung (24) den zweiten Kolbenteil (6) zum Gehäuse hin ab­ dichtet und die beiden Kolbenteile (5, 6) zwischen den Dichtungen (32, 34) miteinander verstemmt sind.

2. Drucksteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als Ventilschließglied ein Element von einfacher geometrischer Gestalt vorgesehen ist, welches vor dem Verbinden der Kolbenteile (5) und (6) in eine entsprechende Ausnehmung (8) eingesetzt wird und sowohl zum Anprägen des Ventilsitzes als auch als Ventilschließglied dient.

3. Drucksteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlag für einen Ventilbetätigungsstift (20) ein federndes Bauteil vorgesehen ist.

4. Drucksteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterelement (44) in die Drucksteuereinheit eingebaut ist, welches sich vor einer Eingangsbohrung (11) befindet.