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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsdrucksteuer-
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einheit der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung.
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Aus der DE-PS 2 236 294 ist eine Bremsdrucksteuereinheit bekannt die
für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der die Fahrzeughinterräder von zwei
getrennten Bremskreisen beaufschlagt sind, geeignet ist. Die Bremse durcksteuereinheit
umfaßt ein Druckmindercventil und ein Druckbegrenzugsventil sowie eine zwischen
den Ventilen angeordnete, vorzugsweise als Kolben ausgebildete, bewegliche Trennwand,
an deren Stirnseiten die Scllließglieder der Ventile mittels Stößeln abgestützt
sind. Auf das Druckminderventil wirkt eine lastabhängige Steuerkraft, die die Größe
des Umschaltdruckes beeinflußt.
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Solange beide Bremskreise der Fahrzeugbremsanlage funktionsfähig sind,
wirken beide Ventile als Druckminderventile, deren Umschaltpunkt druckabhängig und
durch eine lastabhängige Steuerkraft veränderlich ist. Bei Ausfall des vom Druckminderventil
beeinflußten Bremskreises arbeitet das Druckbegrenzungsventil als Druckbegrenzer.
Der Umschaltpunkt dieses Druckbegrenzungsventils ist bereits bei verhältnismäßig
niedrigen Drücken erreicht, da sich der die Trennwand bildende Zwischenkolben bis
zum Schließen des Druckbegrenzungsventils lediglich um dem Schließweg des Druckbegrenzungsventils
gegen die Steuerkraft verschieben muß. Sind beide Kreise funktionstüchtig, so muß
sich der Kolben des Druckminderventils um die Summe der Schließwege beider Ventile
verschieben, womit auch der Uisschaltpunkt beider Ventile erst bei einem höheren
Druck erreicht wird. Dadurch, daß bei Ausfall des vom Druckminderventil beeinflußten
Bremskreises
der Druckaufbau im noch funktionsfähigen Bremskreis
sehr früh begrenzt wird, ergibt sich eine nur geringe Brenlswirkung an der zugeordneten
Bremse. Gerade bei Ausfall eines Preises kommt es aber darauf an, mit dein noch
funktionstüchtigen Bremskreis möglichst wirkungsvoll zu bremsen. Deshalb ist eine
Verminderung der Bremswirkung in diesem Falle sehr unerwünscht.
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Ungünstig wirken sich auch niedrige Reibwerte zwischen Reifen und
Fahrtbahn aus, da in solchen Fällen der Regler aufgrund des rasch aufgebauten Druckes
zu schnell umschaltet und die Radzylinder der Fahrzeughinterräder zu früh mit reduziertem
Bremsdruck beaufschlagt werden.
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Mit diesem Nachteil sind auch die bekannten Bremsdruckbegrenzer behaftet.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Bremsdrucksteuereinheit
der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung zu schaffen, die die Nachteile
des Rekannten vermeidet und bei der prak-tisch keine Druckdifferenz in den beiden
Radzylinderkreisen auftritt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bremsdrucks teuereinheit mit den im
Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Bremsdruckstellereinheit sind insbesondere
darin zu sehen, daß a) die Steuerung beider Bremskreise in Abhängigkeit vom Druck
und von der Fahrzeugverzögerung erfolgt, b) in beiden Eremskreisen gleicher Druck
herrscht, c) die Anordnung sowohl für Bremskraftregler als auch für Bremskraftbegrenzer
geeignet ist,
d) die Steuereinheit einfach im Aufbau und billig
in der Herstellung ist, e) die Steuereinheit ein geringes Gewicht und kleinen Raumbedarf
hat.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des EDrfindungsgegenstandes
ist das erste Ventil einem Stufenkolben zugeordnet und die Umgehungsleitung überbrückt
das zweite Ventil. Dadurch ergibt sich eine verzögerungs-und druckabhängige Bremsdrucksteuereinheit
für Zweikreisbremsanlagen, wobei der Druck in jedem Bremskreis regelbar ist und
die beiden Bremskreise sich gegenseitig beeinflussen. Bei Ausfall eines Bremskreises
bleibt die Regelfunktion des anderen Kreises erhalten. Eine andere Ausgestaltung
des Erfindungsgegenstaiides besteht darin, daß das erste und das zweite Ventil Druckbegrenzungsventile
sind. Eine derartige Anordnung gestattet das Begrenzen des Bremsdruckes in beiden
Bremskreisen gleicher zeitig bei Erreichen einer bestimmten Fahrzeugverzögerung.
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Außerdem ist diese Anordnung sehr einfach im Aufbau und wegen der
wenigen notwendigen Dichtungen mit geringen Reibungskräften behaftet. Vorzugsweise
sind die Ventile und die Trennwand koaxial angeordnet. Dadurch wird ein geringes
Gewicht und kleiner Raumbedarf der Bremsdrucksteuereinheit erreicht. Wegen des einfachen
Aufbaues ist es zweckmäßig, daß die Umgehungsleitung eine Kammer mit einer Druckmittelzuführungsöffnung
und einer Druckmittelauslaßöffnung sowie eine erste und eine zweite Leitung umfaßt,
wobei die Druckmi t t elzuführungs öffnung mittels der ersten Leitung auf der Einlaßraumseite
und die Druckmittelauslaßöffnung mittels der zweiten Leitung auf der Auslaßraumseite
des entsprechenden Ventils angeschlossen ist. Für ein verzögerungsabhängiges Ventil
ist
in bewährter Weise die Druckmittelauslaßöffnung mit einem Ventilsitz versehen und
in der Kammer eine Kugel angeordnet, die bei Überschreiten einer bestimmten Fahrzeugverzögerung
die Druckmittelauslaßöffnung verschließt.
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Für den Fall, daß das erste und das zweite Ventil Druck begrenzungsventile
sind, is-t es zweckmäßig, die Trennwand in Form zweier Kolben mit dazwischen angeordneter
Druckfeder auszuführen. Die Druckfeder dient dabei als Steuerkraft für die Bremsdrucksteuereinheit
und der Raum zwischen den Kolben stellt - sofern er mit atmosphärischem Druck beaufsclllagt
ist - eine echte Zweikreisigkeit her, da im lalle des Versagens einer der Dichtungen
eines Kolbens der Druck zur Atmosphäre hin entweichen kann und der Fehler sofort
bemerkt wird. Eine andere Ausführungsvariante mit Druckbegrenzungsventilen besteht
darin, daß das erste Ventil in einem von einer Steuerfeder bcaufschlagten Kolben
angeordnet ist und die Umgehungsleistung das zweite Ventil überbrückt. Dadurch befindet
sich die Steuerfeder auf einer Seite der Bremsdrucl;-steuereinheit und kann aufgrund
guter Zugänglichkeit von einer lastabhängigen Steuerkraft beaufschlagt werden, Die
Erfindung ist nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Bremsdrucksteuereinheit, die last-,
verzögerungs- und druckabhängig gesteuert wird, Fig. 2 eine Bremsdrucksteuereinheit,
die nach dem Schließen des verzögerungsabhängigen Ventils als Druckbegrenzer funktioniert.
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in einem Gehäuse 1 mit einer abgestuften Bohrung ist ein Stufenkolben
2 und ein Schwimmkolben 3 axial beweglich angeordnet. Der Stufenkolben 2 ist mittels
Dichtungen 4 und 5 gegen die Bohrung abgedichtet. In einen lDinlaßraum 6, der von
einer Ringfläche des Stufenlcolbens 2 begrenzt wird, mündet ein Anschluß 7, an den
ein Bremse kreis Hz I eines nicht dargestellten Hauptzylinders angeschlossen wird.
Durch eine radiale Bohrung 8 und einen koaxialen Druckmitteldurchlaß 9 im Innern
des Stufenkolbens 2 ist der Einlaßraum 6 mit einem Auslaßraum 10 verbilden. Der
Auslaßraum 10 wird von der Stirnfläche der größeren Kolbenstufe begrenzt und ist
mit einem Anschluß 11 versehen, der mit einem nicht dargestellten Radzylinder RzI
verbindbar ist. In dem Druckmitteldurchlaß 9 befindet sich ein Ventilschließglied
12, welches durch eine Feder 13 gegen einen Ventilsitz 14 belastet ist. Das Ventilschließglied
12 weist einen aus dem Stufenkolben 3 herausragenden Stößel 15 auf. Mit Q ist eine
Steuerkraft bezeichnet, di e in Abhängigkeit von der Achslast auf den Stufenkolben
2 wirkt.
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Der Schwimmkolben 3 ist gegen die Bohrungswandung mittels zwei Dichtungen
16 und 17 abgedichtet. Zwischen den Dichtungen 16 und 17 befindet sich ein Ringraum
18, der über eine Verbindung 19 mit Atmosphärendruck beaufschlagt ist.
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Disc Maßnahme dient dazu, daß im Falle eines Versagens einer der beiden
Dichtungen 16 oder 17 der Druck zur Atmosphäre hin entweichen kann, wodurch der
Fehler sofort bemerkbar ist. Die dem Stufenkolben 2 abgewandte Seite des Schwimmkolbens
3 begrenzt einen Auslaßraum 20 mit einem Anschluß 21, der mit einem Radzylinder
RzII eines zweiten Bremskreises verbindbar ist.
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Der Auslaßraum 20 wird auch von einem Ventilgehäuse 22 begrenzt, das
einen Druckmitteldurchlaß 23 aufweist, in dem ein Ventilschließglied 24 angeordnet
ist. Das Ventilschließglied 24 ist durch eine Feder 25 gegen einen Ventilsitz 26
belastet. Ein Stößel 27 des Ventilschließgliedes 24 ragt aus dem Gehäuse 22 heraus
und liegt an einer Stirnseite des Schwimmkolbens 3. Der Druckmitteldurchlaß 23 hat
einlaßseitig einen Anschluß 28 für einen zweiten Bremskreis-HzII des Hauptzylinders.
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Im Gchäuse 1 ist eine Kammer 29 mit einer Druckmittelzuführungsöffnung
30 und einer Druckmittelauslaßöffnung 31 vorgesehen, bei der die Druckmittelzufihrungsöffnung
30 über eine erste Leitung 32 mit dem Anschluß 28 und die Druckmittelauslaßöffnung
31 über eine zweite Leitung 33 mit dem Auslaßraum 20 verbunden ist. In der kammer
29 ist eine Kugel 34 und ein die Druckmittelauslaßöffnung 31 umgebender Dichtring
35, der als Ventilsitz für die Kugel 34 dient, angeordnet.
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Die Wirkungsweise der Rremsdrucks teuereinheit gemäß Fig. 1 sei zunächst
für den Fall, daß beide Bremskreise funktionsfähig sind, beschrieben. In der Ruhelage
der Anordnung wird der Stufenkolben 2 gegen den Schwimmkolben 3 und dieser gegen
das Ventilgehäuse 22 gedrückt, wodurch die Schließglieder 12 und 24 beider Ventile
geöffnet sind. Bei Betätigung der Bremse kann das Druckmittel für beide Bremskreise
ungehindert von dem Anschluß 7 zum Anschluß 11 und vom Anschluß 28 zum Anschluß
21 gelangen.
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Bei. einem bestimmten Druck bewegt sich der Stufenkolben 2 entgegen
der Steuerkraft Q. Da im gleichen Moment der Druck im Auslaßraum 20 überwiegen würde,
folgt der
Schwimmkolben 3 zunächst dem Stufenkolben 2, bis das
Schließglied 24 schließt. Ist bis zu diesem Zeitpunkt eine bestimmte Fahrzeugverzögerung
erreicht, so liegt die Kugel 34 gegen den Dichtring 35 und die Druckmittelauslaßöffnung
31 der Kammer 29 ist verschlossen. Somit wird bei Anlegen des Schließgliedes 24
am Ventilsitz 26 kein weiteres Druckmittel dem Auslaßraum 20 zugeführt, auch wenn
eingangsseitig der Druck erhöht wird. Der Schwimmkolben 3 bewegt sich nicht mehr
und bei weiterer Druckerhöhung verschiebt sich der Stufenkolben 2 weiter gegen die
Steuerkraft Q und löst sich vom Schwimmkolben 3, wodurch das Schließglied 12 schließt.
Über den Auslaß 11 bzw. 21 wird dann den Bremszylindern ein reduzierter Druck zugeführt,
wobei der Schwimmkolben 3 dafür sorgt, daß im Auslaßraum 20 stets gleicher Druck
herrscht wie im Auslaßraum 10.
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Sofern jedoch zu dem Zeitpunkt, in dem das Schließglied 24 schließt,
die Fahrzeugverzögerung nicht den Wert erreicht hat, bei dem die Kugel 34 die Druckmittelauslaßöffnung
31 verschließt, wird dem Auslaßraum 20 über die erste Leitung 32, die Kammer 29
und die zweite Leitung 33 weiter Druckmittel zugeführt, wodurch sich der Druck in
dem Auslaßraum 20 erhöht. Da der Schwimmkolben 3 dafür sorgt, daß in den Auslaßräumen
10 und 20 gleicher Druck herrscht, bleibt das Schließglied 12 noch geöffnet und
es wird erst dann schließen, wenn bei Erreichen einer bestimmten FahrzeugverzÖgerung
die Kugel 34 die Druckmittelauslaßöffnung 31 verschließt.
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Fällt der erste Bremskreis HzI, RzI infolgc eines Defektes aus, so
wirkt das dem zweiten Bremskreis HzII, RzII
zugeordnete Ventil
als Druckbegrenzungsventil. Schon bei relativ geringem Druck schließt das Ventil;
dieser Druck würde jedoch nicht für ausreichende Bremswirkung genügen.
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Durch die das Ventil überbrückende Umgehungsleitung 32, 29,33 wird
so lange Druckmittel in den Auslaßraum 20 nachgeführt, bis bei einer bestimmten
Fahrzeugverzögerung die Kugel 34 die Druckmittelauslaßöffnung 31 verschließt.
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Fällt umgekehrt der zweite Bremskreis HzII, RzII aus, so ändert sich
an der Funktionsweise des Stufenkolbens 2 als Druckminderventil nichts. Der Umschaltpunkt
des Ventils wird jedoch frülier erreicht sein, als dies bei Funktionsfähigkeit beider
Bremskreise der Fall wäre, da der Stufenkolben 2 sich nur um die Länge des Schließweges
des ihm zugeordneten Ventils verschieben muß, um das Ventil zu schließen.
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In Fig. 2 ist eine Bremsdrucksteuereinheit für einen ersten Bremskreis
HzI, RzI und einen zweiten Bremskreis HzII, RzII dargestellt. Das im zweiten Bremskreis
angeordnete Ventil und die Umgehungsleitung mit dem verzögerungsabhängigen Ventil
entsprechen der Anordnung in Fig. 1 und sind daher mit den selben Bezugszeichen
versehen.
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Ein Auslaßraum 20 mit einem Anschluß 21, der mit einem Radzylinder
RzII des zweiten Bremskreises verbindbar i.st, wird von einem Ventilgehäuse 22 begrenzt.
Das Ventilgehäuse 22 weist einen Druckmitteldurchlaß 23 auf, in dem ein Ventilschließgiied
24 angeordnet ist. Das Ventilschließglied ist durch eine Feder 25 gegen einen Ventilsitz
26 belastet. Das Ventilschließglied 24 weist einen aus dem Ventilgehäuse 22 herausragenden
Stößel 27 auf.
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Der Druckmitteldurchlaß 23 hat einlaßseitig einen Anschluß 28 für
den zweiten Bremskreis HzII.
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Im Gehause 1 ist eine Kammer 29 mit einer Druckmittel.-zuführungsöffnung
30 und einer Druclmlittelauslaßöffnung 31
vorgesehen, bei der die
Druckmittelzuführungsöffnung 30 über eine erste Leitung 32 mit dem Anschluß 28 und
die Druckmittelauslaßöffnung 31 über eine zweite Leitung 33 mit dem Auslaßraum 20
verbunden ist. In der Kammer 29 ist eine Kugel 34 und ein die Druckmittelauslaßöffnung
31 umgebender Dichtring 35, der als Ventilsitz für die Kugel 34 dient, angeordnet.
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Der Auslaßraum 20 wird auch von einem Kolben 36 begrenzt, der über
eine Steuerfeder 37 mit einem weiteren Kolben 38 verbunden ist. Der Kolben 36 ist
mittels einer Dichtung 39 und der Kolben 38 mittels einer Dichtung 40 gegen die
Bohrungswandung abgedichtet. Zwischen den Kolben 36 und 38 befindet sich ein Hohlraum
41, in dem die Steuerfeder 37 angeordnet und der mittels einer Bohrung 42 mit Atmosphärendruck
beaufschlagt ist. Der Kolben 38 begrenzt einen Auslaßraum 43 mit einem Anschluß
4-4, der mit einem Radzylinder RzI des ersten Bremskreises verbindbar ist.
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Der Auslaßraum 43 wird ferner von einem Ventilgehäuse 45 begrenzt,
das einen Druckmitteldurchlaß 46 aufweist, in dem ein Ventilschließglied 47 angeordnet
ist. Das Ventilschließglied 47 ist durch eine Feder 48 gegen einen Ventilsitz 49
belastet. Ein Stößel 50 des Vcntilschließgliedes 7 ragt aus dem Ventilgehäuse 45
heraus und ist an dem Kolben 38 abgestützt. Der Druckmitteldurchlaß 46 hat eingangsseitig
einen Anschluß 51 für den ersten Bremskreis HzI.
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Die Wirkungsweise der Brenlsdrucks tcuereinhelt gemäß Fig. 2 sei zunächst
für den Fall, daß beide Bremskreise funktionsfähig sind, beschrieben. In der Ruhelage
der Anordnung werden di Kolben 36 und 38 von der Feder 37
gegen
das Ventilgehäuse 22 und 45 gedrückt, wodurch die Schließglieder 24 und 47 beider
Ventile geöffnet sind.
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Bei Betätigung der Bremse kann das Druckmittel für beide Bremskreise
ungehindert von den Anschlüssen 28 und 51 zu den Anschlüssen 21 und 44 gelangen.
Der Druck im Luslaßraum 20 wirkt auf die Stirnfläche des Kolbens 36 und der Druck
im Auslaßraum 43 auf die Stirnfläche des Kolbens 38.
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Sobald die Summe der Kräfte, welche jeweils auf die den Ventilen zugewandten
Seiten der Kolben 36 und 38 wirken, größer wird als die Kraft der Steuerfeder 37,
bewegen sich die Kolben 36 und 38 entgegen ihrer Vorspannung.
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Dadurch schließen die Schließglieder 24 und 47 beider Ventile gleichzeitig.
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Ist bis zu diesem Zeitpunkt eine bestimmte Fahrzeugverzögerung erreicht,
so liegt die Kugel 34 gegen den Dichtring 35 und die Druckmittelauslaßöffnung 31
der Klammer 29 ist verschlossen. Somit wird bei Anlegen der Schließglieder 24 und
47 an den Ventilsitzen 26 und 49 kein weiteres Druclimittel den Auslaßräumen 20
und 43 zugeführt, auch wenn einOangsseitig der Druck erhöht wird, d . h. der Druck
in den Auslaßräumen 20 und 43 ist damit begrenzt.
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Sofern jedoch zu dem Zeitpunkt, in dem das Schließglied 24 schließt,
die Fahrzeugverzögerung nicht den Wert erreicht hat, bei dem die Kugel 34 die Druckmittelauslaßöffnung
31 verschließt, wird dem Auslaßraum 20 über die erste Leitung 32, die Kammer 29
und die zweite Leitung 33 weiter Druckmittel zugeführt, wodurch sich der Druck in
dem Auslaßraum 20 erhöht. Da die Anordnung der Kolben 36 und 38 mit der Feder 37
dafür sorgt, daß in den Auslaßräumen 20 und 43 gleicher Druck herrscht, bleibt das
Schließglied
47 noch geöffnet und es wird erst dann schließen, wenn bei Erreichen einer bestimmten
Fahrzeugverzögerung die Kugel 34 die Druckmittelauslaßöffnung 31 verschließt.
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Fällt der erste Bremskreis HzI, RzI infolge eines Defektes aus, so
ändert das an der Wirkungsweise des dem zweiten Bremskreis HzII, RzII zugeordneten
Ventils und des verzögerungsabhängigen Ventils nichts. Zwar wird das Schließglied
24 bereits bei einem geringeren Druck schließen, der Bremsdruck im Auslaßraum 20
wird jedoch erst durch das Anlegen der Kugel 34 an den Dichtring 35, also bei einer
bestimmten Fahrzeugverzögerung, begrenzt.
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Bei Ausfall des zweiten Bremskreises HzII, RzII und Funktionstüchtigkeit
des ersten Bremskreises itzI, RzI wirkt das dem ersten Bremskreis zugeordnete Ventil
als einfacher Druckbegrenzer, dessen Umschaltpunkt vom herrschenden Druck abhängig
ist.
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L e e r s e i t e