DE3001001C2

DE3001001C2 - Zweikreisbremssystem für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3001001C2
Application number: DE3001001A
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Hanazone Saitama Maehara
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1979-01-12
Filing date: 1980-01-12
Publication date: 1986-06-26
Also published as: US4322114A; GB2041127B; GB2041127A; DE3001001A1; FR2446205A1; FR2446205B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Zwillingsregelventil zur Regelung der Bremsdrücke an den Hinterrädern bei einem Bremssystem mit zweikreisiger Beaufschlagung der Hinterradbremsen in Abhängigkeit vom Druck des Hauptzylinders, mit einem Ventil für jeden Biemskreis in einem Gehäuse, wobei die Ventile durch die Bewegung eines Stufenkolbens und eines Ausgleichskolbens gegen die Vorspannkraft einer Feder betätigt werden und beim Austall des einen Bremskreises durch einen Anschlag die weitere Bewegung des Ausgleichskolbens verhindert wird, um das Ventil des anderen Bremskreises offenzuhalten.

Die Brennkraftverteiluig zwischen den Vorderradbremsen und den Hinterradbremsen ist bekanntermaßen nicht nur abhängig von der statischen Achslastverteilung, sondern auch von der durch das Bremsen hervorgerufenen dynamischen Veränderung der Achslastverteilung, die eine Funktion der Bremsverzögerung ist. Je größer diese Bremsverzögerung ist, desto größer wird die dynamische Belastung der Vorderachse und entsprechend die dynamische Entlastung der Hintei räder. Um einerseits die maximale Verzögerung für ein Kraftfahrzeug im Interesse der Sicherheit zu erreichen und um andererseits zu verhindern, daß bei dieser maximalen Verzögerung eine so starke Entlastung der Hinterräder eintritt, daß die Bremskraft der Hinterradbremse zu groß wird und die Räder blockieren mit den gefährlichen Folgen für die Stabilität des Fahrzeuges, ist es üblich, in die Bremsleitung für die Hinterradbremse ein Druckbegrenzungs- bzw. Drucksteuerventil einzubauen, das auf den Bremsdruck des Hauptbremszylinders anspricht und die Bremskraft der Hinterradbremse gegenüber der der Vorderradbremse verringert

Weiterhin sind im Interesse der Sicherheit hinsichtlich eines totalen Bremsausfalls wegen Undichtigkeiten Zweikreisbremssysteme üblich, die entweder aus einem Bremskreis für die Vorderradbremsen und einem Bremskreis für die Hinterradbremsen oder einer diagonalen Auftei'ung dergestalt bestehen, daß ein Bremskreis auf eine Vorderradbremse und eine Hinterradbremse und der zweite Bremskreis auf die andere Vorderradbremse und die andere Hinterradbremse wirkt. Andere Aufteilungen sind ebenfalls möglich und bekannt.

Bei dem bekannten diagonalgeiiilten Zweikreisbremssystem sind zwei Druckregel- bzw. -Steuerventile für die beiden Hinterradbremsen notwendig, was einen erhöhten Aufwand bedeutet. Weiterhin besitzt dieses Zweikreisbremssystem den Nachteil, daß sich bei Ausfall eines Kreises die Richtungsstabilität des Fahrzeuges wegen der zur Fahrzeuglängsachse unsymmetrischen Bremswirkung und des durch die Druckregel- bzw. -Steuerventile modulierten Bremsdruckes verringert.

Nach der nicht vorveröffentlichten DE-OS 28.38 280 soll diesem Nachteil durch zwei Bremsdruckproportionierventile abgeholfen werden, die gegenseitig so miteinander zusammenwirken, daß bei Versagen eines Bremskreises das zum anderen Bremskreis gehörende Proportionierventil so gesteuert wird, daß der Bremsdruck von der intakten Bremsdruckquelle unmittelbar und ohne Minderung zu den des anderen Bremskreises übertragen wird.

Bei diesem bekannten Bremsdruck-Steuersystem sind die zwei Bremsdruckproportionierventile zwar in einem Gehäuse angeordnet, jedoch stellt jedes Ventil für sich eine getrennte bauliche Firheit dar.

Aus der DE-OS 24 02 291 ist demgegenüber ein Zwillingsregelventil in einem Zweikreisbremssystem der eingangs erwähnten Art bekannt, bei dem nur eines der Druckregclventile bei Ausfall des anderen Bremskreises völlig offengehalten wird, so daß der volle Bremsdruck in diesem Kreis auch auf die Hinterradbremse dieses Kreises gelangt.

; Fällt indessen der andere Bremskreis aus, so wird durch den als Stufenkolben ausgebildeten Steuerkolben in dem verbleibenden, intakten Bremskreis weiterhin der Druck zur Hinterradbremse moduliert Auf diese

ίο Bremse gelangt damit nur ein verminderter Bremsdruck, so daß nicht nur nicht die volle Bremskraft zur Verfügung steht, sondern die Bremswirkung auch sehr unterschiedlich ist, je nachdem welcher Bremskreis ausfällt Somit läßt sich mit dem bekannten Zwillingsregelventil noch keine durchgreifende Verbesserung der Fahrsicherheit erreichen. Außerdem ist ein relativ großer baulicher Aufwand mit einem zusätzlichen Betätigungskolben sowie Rastkugeln in einer Ringnut erforderlich, die dazu noch die Montage erschweren.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Zwillingsregelventil der vorstehend erwähnten Art so zu verbessern, daß beim Ausfall eines Kreises auf den anderen Kreis unter Ausschaltung des Druckbegrenzungs- bzw. Steuerventils der volle Bremsdruck sowohl auf die Vorderradbremse als auch auf die Hinterradbremse gelangt, und zwar unabhängig davon, welcher Bremskreis ausfällt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Durch die Steuerventile wird für jeden Bremskreis in Abhängigkeit vom Bremsdruck des Hauptbremszylinders die Vorderradbremse von der Hinterradbremse getrennt bzw. der Bremsdruck gelangt nur moduliert auf die Hinterradbremse. Durch den Ausgleichskolben ist dafür gesorgt, daß auch bei geschlossenen Steuerventilen auf beiden Hinterradbremsen stets der gleiche Bremsdruck wirkt
Um auch die Druckmodulierung jedes Kreises der Hinterradbremse in gegenseitiger Abhängigkeit durchführen zu können, ist das eine Druckregelventil durch einen Stufenkolben betätigbar und das andere Druckregelventil als Druckfolgeventil im Steuerkol'oen angeordnet und durch den Ausgleichskolben betätigbar.

Zweckmäßigerweise ist für diesen Fall weiterhin vorgesehen, daß der Steuerkolben an seinem einen Ende eine mit dem Eingangsdruck des einen Bremskreises beaufschlagte Kammer bildet und mit seinem anderen Ende in eine mit dem Ausgangsdruck des anderen Bremskreises beaufschlagte Kammer reicht und daß der Ausgleichskolben in einer Bohrung des Steuerkolbens zwischen zwei Anschlägen verschiebbar angeordnet ist Auf diese Weise ist zusätzlich die Möglichkeit gegeben, daß die Stellung der Steuerkolben und Steuerventi-Ie derart bei Ausfall eines Bremskreises voneinander abhängig ist, daß im arbeitenden Bremskreis die Hinterradbremse und die Vorderradbremse mit dem gleichen Bremsdruck beauf; jhlagt werden. In baulich einfacher Weise lassen sich die beiden Anschläge einerseits durch ein Kopfteil des Steuerkolben« und durch einen Absatz der zylindrischen Bohrung im SteuerkolLjen bilden, der z. B. durch einen Sprengring als Anschiagring gebildet sein kann.

Die beiden Steuer ventile sind in diesem Falle nicht

6^r. von gleicher Bauart, sondern das eine Steuerventil besteht aus dem am Stufenkolben ausgebildeten Kopfteil mit Dichtfläche und einem abgedichteten verschiebbaren Ventilsitzring, der zwischen dem Steuerkolben und

dem Kopfteil angeordnet ist, während das andere Steuerventil aus einem Steuerstift am Ausgleichskolben, einem im Steuerkolben angeordneten Ventilsitz und einer Kugel mit gleicher Schließrichtung wie das Kopfteil des ersten Steuerventils besteht.

Bei dieser Anordnung bewegen sich zur Druckbegrenzung der beiden Hinterradbremskreise nur der Stufenkolben mit Kopfteil sowie der Ausgleichskolben, und die Steuerventile werden entsprechend betätigt.

Weiterhin ist vorgesehen, eine erste, zwischen dem Steuerkolben und dem Bohrungsende im Gehäuse angeordnete Druckfeder und eine zweite entgegengesetzt und mit größerer Kraft auf den Steuerkolben unter Zwischenschaltung des Ven'ilsitzringes wirkende Feder einzusetzen. Hierdurch kann die Bewegung der Steuerkolben in vorbestimmter Weise von den angegebenen Druckverhältnissen erreicht werden.

Eine weitere Msßnshms, urn die ßAwpoijna Ηργ .Stsuerkolben in vorbestimmter Weise in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen und einem Ausfall eines der beiden Bremskreise zu steuern, besteht darin, einen mit einem Bund des Kopfteils des Stufenkolbens zusammenwirkenden Anschlagring am Ende der Bohrung des Steuerkolbens anzuordnen.

Die Anordnung wird dabei so getroffen, daß der Weg /ι zwischen der Dichtfläche und dem Ventilsitzring kleiner ist als der Weg /3 zwischen dem Bund und dem Anschlagring und daß dieser Weg /3 wiederum kleiner ist als die Summe aus den Wegen l\ zwischen der Dichtfläche und dem Ventilsitzring sowie dem Weg h zwisehen dem Steuerkolben und dem Gehäuse.

Weiterhin gilt für die verschiedenen, dem Druck der beiden Bremskreise unterliegenden Querschnittsflächen. daß die Querschnittsfläche Ao des Ventilsitzringes größer ist als die Querschnittsfläche Ai des Steuerkolbens. welche wiederum größer ist als die Querschnittsfläche A] des Kopfteils, während diese größer ist als die Querschnittsfläche A2 des Steuerkolbens.

Gernäß einer anderen Ausfühningsform kann der mit dem verdickten Kopfteil des Stufenkolbens zusammenwirkende Anschlagring an seinem Ende des Ausgleichskolbens angeordnet sein. In diesem Falle ist das Kopfteil vorteilhafterweise in eine Ausnehmung im Ausgleichskolben eingeführt.

Für diese Ausführungsform gilt die Beziehung, daß der Weg I₇ zwischen der Dichtfläche am Steuerkolben und dem Ventilsitzring kleiner ist als der Weg /5 zwischen dem Kopfteil und dem Anschlagring und dieser wiederum kleiner ist als die Summe aus dem Weg /7 zwischen der Dichtmache am Steuerkolben und dem Ventilsitzring und dem Weg k zwischen einem Absatz im Steuerkolben und einer Endfläche des Ausgleichskolbens.

Die Erfindung ist nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben, und es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Zwillingsregelventil für ein Zweikreisbremssystem im drucklosen Zustand,

F i g. 2 das gleiche Zwillingsventil nach Überschreiten eines vorgegebenen Bremsdrucks,

F1 g. 3 das gleiche Zwillängsventil bei Ausfall des einen Bremskreises,

Fig.4 das gleiche Zwillingsventil bei Ausfall des anderen Bremskreises,

F i g. 5 ein Bremsdruckdiagramm des Bremsdrucks in der Hinterradbremse in Abhängigkeit vom Bremsdruck in der Vorderradbremse bei einwandfreier Funktion beider Bremskreise,

F i g. 6 den Bremsdruck in der einen Hinterradbremse in Abhängigkeit von dem der Vorderradbremse bei Ausfall des anderen Bremskreises und

Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein Zwillingsregelventil in einer Zweikreisbremsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Ein Ventilgehäuse 1 ist mit einer zylindrischen Bohrung 2 und einer daran anschließenden weiteren zylindrischen Bohrung 3 kleineren Durchmessers versehen. Zwischen den beiden Bohrungen 2, 3 ist ein umlaufender Absatz 4 gebildet.

Ein Druckring 6 liegt am Absatz 4 unter dem Druck einer Feder 7 an, die sich mit ihrem anderen Ende im Verschlußstopfen 5 abstützt. Beide Enden der Feder 7 liegen auf Federsitzringen 8, 9 auf. Zwischen dem Federsitzring 8 und dem Druckring 6 ist ein Ventilsitzring

10 angeordnet. Der Ventilsitzring 10 weist eine umlaufende Dichtlippe 10a auf, die abgedichtet und verschiebbar in der zylindrischen Bohrung 2 geführt ist. Zusammen mit einer Dichtfläche Wb an einem Stufenkolben

11 bildet der Ventilsitzring 10 ein erstes Steuerventil, welches eine Durchflußöffnung 13 im Ventilsitzring 10 zu schließen und zu öffnen gestattet. Der Stufenkolben 11 ist verschiebbar und abgedichtet in einer zylindrischen Bohrung 12 geführt, die im Verschlußstopfen 5 angeordnet ist und einen kleineren Durchmesser als die zylindrische Bohrung 3 hat.

Der Stufenkolben 11 ist mit einem verdickten Kopfteil 11a versehen, welches in einer Ausnehmung eines Steuerkolbens 20 angeordnet ist. Der Steuerkolben 20 ist abgedichtet in der zylindrischen Bohrung 3 geführt. Das Kopfteil 11a und der Stufenkolben U liegen auf entgegengesetzten Seiten des Druckringes 6 und des Ventilsitzringes 10.

Das Kopfteil 11a ist mit einer umlaufenden, vorteilenden Dichtfläche 116 versehen und wirkt mit dem Ventilsitzring 10 zusammen. Eine Steuerfeder 14 ist vorgesehen, welche sich auf einem Federsitzring 15 und auf dem Federsitzring 9 abstützt, derart, daß der Stufenkolben 11 mit seinem Kopfteil 11 a durch die Steuerfeder 14 so verschoben wird, daß die Dichtfläche 11 b im in F i g. 1 gezeigten, drucklosen Zustand vom Ventilsitzring 10 abhebt. Diese Bewegung wird begrenzt durch den Federsitzring 8, auf dem der Federsitzring 15 in der in F i g. 1 gezeigten Stellung aufliegt. Der Stufenkolben 11 ist in der Bohrung 12 durch eine Lippendichtung 16 abgedichtet.

Die vorstehend beschriebene Anordnung stellt ein hydraulisches Drucksteuerventil für einen der L*ei Kreise im Bremssystem dar. Um den Stufenkolben 11 herum ist eine Eingangskammer a, gebildet, während um das Kopfteil 11a eine Ausgangskammer ao gebildet ist Im drucklosen Zustand ist die Durchflußöffnung 13 geöffnet, da der Stufenkolben 11 durch die Steuerfeder 14 in die in F i g. 1 dargestellte Stellung verschoben wird.

Sobald ein über einen Einlaß 17 von einem nicht dargestellten Hauptbremszylinder kommender Hydraulikdruck einen bestimmten Wert überschreitet, verschiebt sich der Stufenkolben 11 gegen die Kraft der Steuerfeder 14, so daß sich die Dichtfläche 116 an den Ventilsitzring 11 anlegt, wodurch die Durchflußöffnung 13 verschlossen wird.

Hiernach steigt der Druck P_OJ in der Ausgangskammer ao nur noch in geringerem Maße als der Druck P₁₃ in der Eingargskammer a\, nämlich im Verhältnis der Querschnittsfläche A\ des Kopfteils 11a zur Quer-

schnittsfläche A₂ des Schaftes des Stufenkolbens 11. Dieses Druckverhältnis läßt sich ausdrücken durch

tan θ = (A₁ - A₂)IA_x < 1 .

Wie schon erwähnt, ist der Einlaß 17 mit einem Bremskreis eines nicht dargestellten Zweikreisbremszylinders verbunden. Ein Auslaß 18 verbindet die Eingangskammer a\ mit einer ersten Vorderbremse. Weiterhin ist ein Auslaß 19 vorgesehen, der die Druckölausgangskammer ao mit einer ersten Hinterbremse verbindet.

Eine weite Steuerventilanordnung, die den Druck im zweiten Kreis steuert, wird durch den Steuerkolben 20 gebildet, der in der zylindrischen Bohrung 3 abgedichtet verschiebbar ist. Der Steuerkolben 20 wird durch eine verhältnismäßig schwache Druckfeder 22, die sich am Ende der zylindrischen Bohrung 3 und am Steuerkolben 20 abstützt, gegen den Druckring 6 gedrückt. In einer zylindrischen Bohrung 21 des Steuerkolbens 20 ist ein Ausgleichskolben 23 abgedichtet verschiebbar geführt. Das eine Ende des Ausgleichskolbens 23 liegt damit in der Ausgangskammer ao, während das andere Ende in einer im Steuerkolben 20 gebildeten Ausgangskammer bo liegt. Hierdurch bewirkt der Ausgleichskolben 23 einen Druckausgleich zwischen den Ausgangskammern ao und bo-

Das eine Ende des Ausgleichskolbens 23 weist einen Steuerstift 23a auf, welcher durch einen Durchflußkanal 27, der in einer Trennwand 20a des Steuerkolbens 20 angeordnet ist, hindurchragt und die Verbindung zwischen der Ausgangskammer bo und einer Eingangskammer b\ kontrolliert. Hierzu ist eine Kugel 24 vorgesehen, die mit einem Ventilsitz 25 zusammenwirkt und durch eine Feder 26 in Richtung des Ventilsitzes 25 gedrückt wird.

Diese Steuerventiianordnung wirkt zusammen mit der Steuerventilanordnung für den ersten Bremskreis und dient dazu, den Bremsdruck im zweiten Bremskreis zu steuern. In der in Fig. 1 gezeigten drucklosen Stellung liegt die Kugel 24 auf dem Steuerstift 23a des Ausgleichskolbens 23 auf, welcher mit seinem anderen Ende auf dem Kopfteil 11a des Stufenkolbens 11 aufliegt. Da dieser im drucklosen Zustand durch die Steuerfeder 14 in die gezeichnete Stellung verschoben wird, wird hierdurch auch der Ausgleichskolben 23 verschoben und verschiebt die Kugel 24 so, daß sie vom Ventilsitz 25 abhebt, wodurch der Durchflußkanal 27 geöffnet wird.

Somit besteht eine Verbindung zwischen der Eingangskainmer b\ und der Ausgangskammer 60. Wenn der Stufenkolben 11 durch der Eingangskammer ai zugeführte Bremsflüssigkeit in die in Fig.2 dargestellte Stellung verschoben wird, wird der Ausgleichskolben 23 durch die Feder 26 solange verschoben, bis die Kugel 24 am Ventilsitz 25 aufliegt und den Durchflußkanal 27 schließt Selbstverständlich herrscht in der Eingangskammer b\ der gleiche Druck wie in der Eingangskammer 2|, da beide gleichzeitig vom Hauptbremszylinder mit Bremsflüssigkeit beaufschlagt werden.

Steigt der Druck in den Eingangskammern ai und b\, so hebt die Dichtfläche Wb kurz vom Ventilsitzring 10 ab, bis der Druck in der Ausgangskammer ao hoch genug geworden ist, um das Kopfteil 11a mit der Dichtfläche Wb wieder auf den Ventilsitzring 10 zurückzudrücken. Durch die Druckerhöhung in der Ausgangskammer ao verschiebt sich der Ausgleichskolben 23 und hebt die Kugel 24 mittels des Steuerstiftes 23a vom Ventilsitz '25 ab. Hierdurch wird ein Druckausgleich zwischen den Ausgangskammern ao und bo geschaffen, wonach der Ausgleichskolben 23 in eine mittlere Lage zurückkehrt, in der die Kugel 24 auf dem Ventilsitz 25 aufliegt, der Ausgleichskolben 23 jedoch das Kopfteil 11a nicht berührt. Dieser Vorgang wiederholt sich jedesmal, wenn der Druck sich in den Eingangskammern a\ unb£>i erhöht.

Im Bereich des auf dem Druckring 6 aufliegenden Endes des Steuerkolbens 20 ist immer ein Anschlagring 28 vorgesehen, der mit einem Bund Ucam Kopfteil 11a des Stufenkolbens 11 zusammenwirkt und der die Relativbewegung zwischen dem Steuerkolben 20 und dem Stufenkolben 11 begrenzt. Der Grund hierfür ist der, daß die Durchflußöffnung 13 während des normalen Betriebes in der beschriebenen Weise geöffnet bzw. geschlossen sein muß, jedoch stets geöffnet sein muß, wenn der andere Bremskreis ausfällt. Der Weg des Stufenkolbens U von der in Fig. 1 dargestellten Stellung, bis die Dichtfläche Wb auf dem Ventilsitzring U zur Anlage kommt, ist mit A bezeichnet. Der Weg des Steuerkolbens 20 in der zylindrischen Bohrung 3, bis er zur Anlage am Bohrungsende kommt, ist mit I₂ bezeichnet, und der Weg des Steuerkolbens 11, bis der Bund llczur Anlage am Anschlagring 28 kommt, ist mit /3 bezeichnet.

Dann gilt:

Die Eingangskammer b\ ist über einen Einlaß 29 mit dem zweiten Kreis des Zweikreishauptbremszylinders verbunden und steht weiterhin über den Auslaß 30 mit einer zweiten Vorderradbremse in Verbindung. Die Ausgangskammer bo ist über einen Auslaß 31 mit einer zweiten Hinterradbremse verbunden. Durch Dichtringe 32, 33,34 sind der Steuerkolben 20 in der zylindrischen Bohrung 3 und der Ausgleichskolben 23 in der zylindrischen Bohrung 21 abgedichtet geführt.

Wie schon erwähnt, zeigt F i g. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Arbeitsstellung, wenn Bremsdruck einer vorbestimmten Höhe zugeführt wird. Bevor dieser Druck erreicht ist und solange die Durchflußkanäle 13 und 27 geöffnet sind, steigt der Bremsdruck P₀₃ und /Ό* für die Hinterradbremsen in gleicher Weise wie der Bremsdruck P„ und P₁* für die Vorderradbremsen, da die Eingangskammern a%, b\ und die Ausgangskammern ao und bo miteinander in Verbindung stehen. Bei Erreichen eines bestimmten Druckes, der die Kraft der Steuerfeder 14 überwindet, bewegt sich der Stufenkolben 11 so. daß die Dichtfläche Wb sich auf den Ventilsitzring 10 legt. Der Bremsdruck in diesem Moment entjpricht folgender Gleichung:

P_a = P₀₁ = -f-

F_

A₁ '

wobei Fdie Kraft der Steuerfeder 14 bezeichnet und Aj die Querschnittsfläche des Schaftes des Stufenkolbens 11.

Danach steigt der Ausgangsöldruck P₀₃ im Verhältnis zum Eingangsöldruck P₁₃ ensprechend folgender Formel:

tan θ = (A\ - A₂)IA_x < 1 .

Gekoppelt an die Drucksteuerung im ersten Bremskreis erfolgt entsprechend die Drucksteuerung im zweiten Bremskreis. Aufgrund des vorgegebenen Weges /4, der erforderlich ist, um den Durchflußkanal 27 mi;tels

der Kugel 24 zu verschließen, wenn diese sich auf den Ventilsitz 25 legt, und welcher kleiner ist als der Weg A des Stufenkolbens 11, bewegt sich der Ausgleichskolben 23 in seiner zylindrischen Bohrung 21 so, daß er den Durchflußkanal 27 öffnet bzw. schließt und dadurch den Ausgleich der Drücke P₀₁ und P_ob herstellt, wobei die Kraft der Feder 26 sehr klein und veniachlässigbar ist. Entsprechend ist irv F i g. 5 aufgezeigt, wie sich der Eingangsdruck Pja=*Pib zum Ausgangsdruck P_oa= Pob verhält.

Wenn nur einer der beiden unabhängigen Bremskreise ausfällt, wird die Bremsdrucksteuerung für die Hinterradbremse aufgehoben.

Wenn z. B., wie in F i g. 3 dargestellt, der den Stufenkolben 11 beaufschlagende Bremskreis ausfällt, ist kein Bremsdruck mehr in der Eingangskammer a\ vorhanden. Der Bremsdruck in der Eingangskammer b\ bewirkt dann, daß der Steuerkolben 20 und der Ausgleichskolben 23 sich in die in der Fig.3 dargestellte Stellung verschieben. Hierbei setzt der Stufenkolben 11 am Ende 35 der zylindrischen Bohrung 12 auf, während der Druckring 6 und der Ventilsitzring 10 durch den Steuerkolben 20 weiter verschoben werden.

Die Bewegung des Steuerkolbens 20 endet, wenn der Ausgleichskolben 23 am Kopfteil 11a des Stufenkolbens 11 und am Absatz 20i> im Steuerkolben 20 anliegt. Hierdurch wird die Kugel 24 vom Steuerstift 23a so verschoben, daß sie vom Ventilsitz 25 abhebt und den Durchflußkanal 27 zwischen der Eingangskammer b\ und der Ausgangskammer bo geöffnet hält. Da sich der Steuerkolben 20 und der Ausgleichskolben 23 auch bei einer weiteren Erhöhung des Bremsdruckes nicht mehr bewegen können, steigt der Bremsdruck in der Ausgangskammer bo in gleicher Weise wie in der Eingangskammer b\.

In Fig.4 ist der Druckausfall im Kreis mit der Eingangskämrner b\ dargesielii. Der Sieüerkülben 20 wird in diesem Falle durch den in der Ausgangskammer a herrschenden Druck verschoben, bis zunächst der Anschlagring 28 zur Anlage am Bund lic des Kopf teils 11a kommt. Hierdurch wird die Dichtfläche 11b vom Ventilsitzring 10 abgehoben und die Durchflußöffnung 13 zwischen der Eingangskammer a\ und der Ausgangskammer ao geöffnet. Die gemeinsame Bewegung des Steuerkolbens 20 und des Stufenkolbens 11 setzt sich fort, bis der Steuerkolben 20 zur Anlage an das Ende 36 der Bohrung 3 im Gehäuse 1 kommt.

Dies ergibt sich daraus, daß der Weg /| der Dichtfläche Wb bis sie zur Anlage an den Ventilsitzring 10 kommt, und der Weg /2 des Steuerkolbens 20 bis er zur Anlage an das Bohrungsende kommt, und schließlich der Weg /3 bis der Bund Uc zur Anlage am AnschJagring 28 kommt derart miteinander in Beziehung stehen, daß

A <h<(h + I2).

Da ferner die Querschnittsfläche A₃ des Steuerkolbens 20 größer ist als die Querschnittsfläche A2 des Schaftes des Stufenkolbens 11, ist der Steuerkolben 20 unter der Voraussetzung, daß in der Eingangskammer b\ kein Druck herrscht, stets in der Lage, die Dichtfläche Wb vom Ventilsitzring 10 abzuheben. Somit bleibt die Durchflußöffnung 13 stets offen, und in der Eingangskamer a.\ und der Ausgangskammer ao herrscht stets der gleiche Druck.

Mit anderen Worten, wenn einer der beiden Bremskreise ausfällt, werden die Steuerventile so betätigt, daß stets im unter Drick befindlichen Bremskreis sowohl auf die Vorderradbremse als auch auf die Hinterradbremse der gleiche Druck wirkt. Dieser Druckverlauf ist in Fig. 6dargestellt.

Die in F i g. 7 dargestellte Ausführungsform weist ein Ventilgehäuse 101 mit einer zylindrischen Bohrung 102 und einer kleineren zylindrischen Bohrung 103 auf. Das Ventilgehäuse 101 wird durch einen Verschlußstopfen 104 abgeschlossen. Ein abgesetzter Steuerkolben 105 ist in den Bohrungen 102 und 103 abgedichtet geführt. Das Ende des Steuerkolbens 105 mit dem größeren Durchmesser liegt auf einem Ventilsitzring 106 auf. Der Steuerkolben 105 wird durch eine Feder 108 in Richtung der Bohrung 103 kleineren Durchmessers gedrückt und liegt am Absatz zwischen der größeren Bohrung 102 und der kleineren Bohrung 103 an. Die Feder 108 stützt sich einerseits über einen Federsitzring 107 auf einem Absatz 120 im Ventilgehäuse 101 und über einen Federsitzring 122 auf dem Verschiußstopien 104 ab.

Der St.iuerkolben 105 ist mittels einer Dichtung 109 gegenüber der zylindrischen Bohrung 102 und mittels einer Dichtung 110 gegenüber der zylindrischen Bohrung 103 abgedichtet. Ein Ausgleichskolben 112 ist mittels einer Dichtung 113 abgedichtet verschiebbar in einer Bohrung 111 im Steuerkolben 105 geführt. Durch den Ausgleichskolben 112 werden Ausgangskammern 32 und bi voneinander getrennt. Die Ausgangskammer a2 steht über einen Auslaß 114 mit einer ersten Hinterradbremse und die Ausgangskammer 62 über einen Auslaß 115 mit einer zweiten Hinterradbremse in Verbindung.

Ein Stufenkolben 116 ist mittels einer Lippendichtung 121 abgedichtet in einer zylindrischen Bohrung 117 des Verschlußstopfens 104 geführt. Seine Dichtfläche 118 wirkt mit dem Ventilsitzring 106 zusammen und bildet ein Drucksteuerventil für den ersten Bremskreis.

Ein verdicktes Kopfteil 115s ist in einer Ausnehmung des Ausgleichskolbens 112 angeordnet. Eine Steuerfeder 119 schiebt den Stufenkolben 116 in Richtung der Ausgangskammer a₂, bis das Ende der Steuerfeder 119 an einem Absatz des Federsitzringes 107 zu. Anlage kommt. Da der Federsitzring 107 im übrigen an dem Absatz 120 im Ventilgehäuse 101 anliegt, ist hierdurch die durch die Steuerfeder 119 bewirkte Bewegung des Steuerkolbens 116 begrenzt.

Im Ausgleichskolben 112 ist ein Anschlagring 131 so angeordnet, daß das Kopfteil 116a des Steuerkolbens 116 in seiner Bewegung innerhalb der Ausnehmung des Ausgleichskolbens 112 begrenzt ist. Der hier vorgegebene Weg k ist so bemessen, daß in der in F i g. 7 dargestellten Ruhestellung zwischen diesem Weg /5 und dem Abstand k zwischen dem Ausgleichskolben 112 und einem Absatz 105a im Steuerkolben 105 sowie dem Abstand h zwischen der Dichtfläche 118 und dem Ventilsitzring 106 die Beziehung besteht:

Der Stufenkolben 116 ragt in eine Eingangsklemme a\ hinein, welche in der in F i g. 7 dargestellten Stellung mit einer Ausgangskammer a2 in Verbindung steht Diese Verbindung bleibt bestehen, bis der Druck in der Eingangskammer a\ so angestiegen ist, daß der Stufenkolben 116 entgegen der Kraft der Steuerfeder 119 in Bewegung versetzt wird und die Dichtfläche 118 zur Anlage auf dem Ventilsitzring 106 gelangt. Von diesem Moment an arbeitet dieses Drucksteuerventil in gleicher Weise wie bei der vorhergehenden Ausführungs-

form und steuert den Ausgangsdruck P_i2. Die Eingangskammer a\ ist mit dem einen Bremskreis eines Zweikreishauptbrcmszylinders über einen Einlaß 123 verbunden und ist weiterhin mit einer ersten Vorderradbremse über einen Auslaß 124 verbunden.

Ein zweites Drucksteuerventil für den zweiten Bremskreis wird durch eine Kugel 125, die mit einem Ventilsitz 126 im Steuerkolben 105 zusammenwirkt, gebildet. Die Kugel 125 wird durch eine Feder 127 gegen den Ventilsitz 126 gedrückt und durch einen Steuerstift 128 am Ausgleichskolben 112 angesteuert Der Steuerstift 128 reicht durch einen in den Ventilsitz 126 übergehenden Durchflußkanal hindurch, bis in die Eingangskammer b\ hinern. Durch diese Anordnung des Steuerventils sind die Eingangskammer b\ und die Ausgangskammer tn bis zu einem vorbestimmten Druck miteinander in Verbindung.

Wenn die Drucksteuerung für den ersten Bremskreis den Druck P_a ? in der Ausgangskammer a₂ niedriger einstellt als den Druck Pf₁₂ in der Eingangskammer a\, bewegt sich der Ausgleichskolben 112 in Richtung zur Ausgangskammer a₂, so daß die Kugel 125 am Ventilsitz 126 zur Anlage kommt und die Verbindung zwischen der Eingangskammer b\ und der Ausgangskammer bi unterbricht.

Danach bewirkt die Bewegung des Ausgleichskolbens 112 in Abhängigkeit von einer Zunahme des Drucks Pj 2 in der Ausgangskammer a₂, daß sich das Steuerventil, gebildet aus der Kegel 125 und dem Ventilsitz 126, in gleicher Weise öffnet und schließt und den Öldruck P_b2 in Abhängigkeit vom Öldruck Pb\ steuert Entsprechend steigen die Ausgangsdrücke P_j2 und Pi₂ der beiden Kreise für die Hinterradbremsen in einem vorbestimmten Verhältnis zum Eingangsdruck P, ι und P_b ι und werden dabei durch den Ausgleichskolben 112 stets auf der gleichen Höhe gehalten. Die Eingangskamnier b\ ist mit dem zweiten Kreis des Zweikreishaupibremszylinders über einen Einlaß 129 verbunden und mit einer zweiten Vorderradbremse über einen Auslaß 130.

M it dem vorbeschriebenen Zweikreisbremsdrucksteuergerät wird der Bremsdruck in den beiden Kreisen in der gleichen Weise gesteuert, wie bei der vorherigen Ausführungsform entsprechend Fig. 1. Die Ausgangsdrücke Pj 2 und Pt 2 werden gesteuert gegenüber den Eingangsdrücken P₁ \ und Pb \ herabgesetzt so daß eine gewünschte Verteilung der Bremsdrücke für die Vorderradbremsen und Hinterradbremsen erreicht wird.

Wenn einer der beiden Bremskreise ausfällt wird gleichzeitig für den noch tätigen Bremskreis die Drucksteuerung ausgesetzt Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt in der Art und Weise, wie das Drucksteuergerät bei Ausfall ein^s Bremskreises reagiert und wie die Bremsdrucksteuerung für die noch in Tätigkeit befindliche Hinterradbremse ausgesetzt wird.

Wenn z. B. der die Eingangsklemme a\ beaufschlagende Bremskreis ausfällt, werden die Ausgleichskolben 112 und der Steuerkolben 105 durch den Druck in der Eingangskammer b\ und der Ausgangskammer bi gegen den Druck der Feder 108 und der Steuerfeder 119 verschoben. Die Federkraft der Steuerfeder 119 ist größer als diejenige der Feder 108. Weiterhin ist der zum Bewegen des Ausgleichskolbens 112 erforderliche Druck aufgrund des Unterschiedes ihrer Querschnittsfiächen größer als der Druck zum Verschieben des Sieuerkolbens 105. Aus diesem Grunde wird zunächst der Steuerkolben 105 durch den Druck in der Eingangskammer öi verschoben, bis der Ausgleichskolben 112 am Absatz 105a im Steuerkolben 105 zur Anlage kommt, so daß der Weg k gleich Null wird. Daraufhin bewegen sich der Steuerkolben 105 und der Ausgleichskolben 112 zusammen, bis der Stufenkolben 116 ans Ende der Bohrung 117 im Verschlußstopfen 104 anstöfM. Während dieser Bewegung von Steuerkolben 105, Stufenkolben 116 und Ausgleichskolben 112 bleibt die Verbindung zwischen der Eingangskammer b\ und der Ausgangskammer hi geöffnet, und der Eingangsdruck Pt \ und der

ίο Ausgangsdruck Pb2 steigen gleichzeitig bei Betätigung der Bremse und bleiben stets gleich.

Wenn der die Eingangskammer b\ beaufschlagende Bremskreis ausfällt, wird der Steuerkolben iO5 durch Jen in der Ausgangskammer a₂ herrschenden Druck verschoben. Dieser gleiche Druck wirkt weiterhin auf den Stufenkolben 116, jedoch wird durch den Druck in der Ausgangskammer a₂ auch der Ausgleichskolben 112 verschoben, bis er zur Anlage am Absatz 105a im Steuerkoiben iÖ5 kommt, so daß der Weg /₆ aufgebraucht ist.

Hierdurch wird die Steuerung des öffnens und Schließens der Dichtfläche 118 auf dem Ventilsitzring 106 ausgesetzt so daß eine ständige Verbindung zwischen der Eingangskammer a\ und der Ausgangskammer a₂ voi handen ist. Der Weg des Stufenkolbens 116, ausgelöst durch den in der Eingangskammer a\ und der Ausgangskammer ai herrschenden Druck, bis die Dichtfläche 118 auf dem Ventilsitzring 106 zur Anlage kommt, ist h. Da andererseits der Ausgleichskolben 112 bei Ausfall des Bremskreises auf dem Absatz 105a des Steuerkolbens 105 zur Anlage kommt, ist die Bewegung des Stufenkolbens 116 begrenzt auf die Strecke (k — k), da das Kopfteil 116a des Stufenkolbens 116 hierbei zur Anlage an den Anschlagring 131 an dem Ausgleichskolben 112 kommt. Die verschiedenen Wege /5, k, h sind so bemessen, daß die Beziehung besteht

(k - k) < 'η ■

Hieraus ergibt sich, daß bei Anlage des Ausgleichskolbens 112 am Absatz 105a des Steuerkolbens 105 die Dichtfläche 118 nicht zur Anlage auf dem Ventilsitzring 106 gelangen kann und dadurch eine ständige Verbindung zwischen der Eingangskammer a\ und d?^r Ausgangskammer a₂ hergestellt ist. Entsprechend ergibt sich, daß der Eingangsdruck P₁ 1 und der Ausgangsdruck P₁ 2 stets gleich sind und sich gleichsinnig verändern.

Wie vorstehend beschrieben, gewährleistet die Bremsdrucksteuereinrichtung für ein Zweikreisbremssystem entsprechend der Erfindung nicht nur eine vorgegebene Bremsdruckverteilung zwischen den Vorderrad- und Hinterradbremsen bei normaler Arbeitsweise beider ßremskreise, sondern ist auch in der Lage, den Verlust an Bremswirkung auszugleichen, wenn einer der Bremskreise ausfällt, indem in diesem Fall für den einwandfrei arbeitenden Bremskreis das Bremsdrucksteuerventil geöffnet gehalten wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentansprüche:

1. Zwillingsregelventil zur Regelung der Bremsdrücke an den Hinterrädern bei einem Bremssystem mit zweikreisiger Beaufschlagung der Hinterradbremsen in Abhängigkeit vom Druck des Hauptzylinders, mit einem Ventil für jeden Bremsl—eis in einem Gehäuse, wobei die Ventile durch die Bewegung eines Stufenkolbens und eines Ausgleichskolbens gegen die Vorspannkraft einer Feder betätigt werden und beim Ausfall des einen Bremskreises durch einen Anschlag die weitere Bewegung des Ausgleichskolbens verhindert wird, um das Ventil des anderen Bremskreises offen zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß zum Offenhalten des Ventils eines beliebigen der beiden Bremskreise beim Ausfall des jeweils anderen Bremskreises

20

— das eine Steuerventil (24,25; 125,126) in einem abgedichtet verschiebbaren Steuerkolben (20; 105) angeordnet ist,

— in dem der dieses Steuerventil (24,25; 125,126) betätigende Ausgleichskolben (23; 112) abgedichtet verschiebbar, an seilten Stirnseiten von den Ausgangsdrücken der beiden Bremskreise beaufschlagbar aufgenommen ist,

— und daß sich der Ausgleichskolben (23; 112)

E§ beim Ausfall des Bremskreises auf der anderen

Il Seite über den Stufenkolben (11; 116) am Ge-

Jp häuse (Verschlußstopfen 5] abstützt und sich

H der einerseits vom Eicgangsdruck des intakten

1ξ anderen Bremskreises beaufsi Magte Steuerkol-

K ben (20; 105) mit dem Ventil (10, 116; 106,118)

8| mit einem Anschlag (Absatz 20b) am Aus-

|| gleichskolben (23; 112) abstützt, der seinerseits

gjf das Steuerventil (24, 25; 125, 126) des anderen

pf Bremskreises offen hält (F i g. 3),
!^ — während sich bei Ausfall des anderen Brems-

H kreises der Steuerkolben (20; 105) am Gehäuse

;^;i (5) abstützt und ein die Mitnahme des Stufen-

£i kolbens (11; 116) bewirkender Anschlag (An-

Si schlagring 28) im Steuerkolben (20; 105) das

?;i Steuerventil (10, 116; 106, 118) des anderen

0, Bremskreises offenhält (F i g. 4).

% 2. Zwillingsregelventil nach Anspruch 1, dadurch

Pö gekennzeichnet, daß der Steuerkoiben (20, 105) an

6i seinem einen Ende eine mit dem Eingangsdruck des

;;; einen Bremskreises beaufschlagte Kammer (bj) bil-

>j det und mit seinem anderen Ende in eine mit dem

:; Ausgangsdruck des anderen Bremskreises beauf-

i,, schlagte Kammer (ao; a₂) reicht und daß der Aus-

:i^; gle-chskolben (23; 112) in einer Bohrung (21; 111)

'ff des Steuerkolbens (20; 105) zwischen zwei Anschlä-

: I; gen (Ha, 28,206; 116a, 105a; verschiebbar angeord-

;/■ net ist.

v! 3. Zwillingsregelventil nach Anspruch 2, dadurch

",. gekennzeichnet, daß der eine Anschlag aus einem

Kopfteil (Ua, 116a; des Steuerventils (10, Ua, 116; 106, 118) am Stufenkolben (20; 116) und der andere Anschlag aus einem Absatz (206; 105a; in der zylindrischen Bohrung (21; 111) im Steuerkolben (20; 105) besteht. es

4. Zwillingsregelventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (10, Ua, Ub) aus dem am Stufenkolben (11; 116) befestigten Kopfteil (lla; 116a; mit Dichtflächen (116; 118) und einem abgedichtet verschiebbaren Ventilsitzring (10; 106), der zwischen dem Stufenkolben (11; HS) und dem Kopfteil (lla; 116a; angeordnet ist und das Steuerventil (23a, 24, 25; 128,125,126) aus einem Steuerstift (23a; 128) am Ausgleichskolben (23, 112), einen im Steuerkoiben (20; 105) angeordneten Ventilsitz (25; 126) und einer Kugel (24; 125) mit gleicher Schließrichtung wie das Kopfteil (Ha; 116aj besteht

5. Zwillingsregelventil nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Steuerkoiben (20) und dem Bohrungsende im Gehäuse (1) angeordnete Druckfeder (22) und eine entgegengesetzt und mit größerer Kraft auf den Steuerkoiben (20) unter Zwischenschaltung des Ventilsitzringes (10) wirkende Feder (7) (F ig. Ibis 4).

6. Zweikreisbremssystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen an einem Ende des Steuerkolbens (20) angeordneten, mit einem Bund (1 leides Kopfteils (llaj zusammenwirkenden Anschiagring (28) (F ig. Ibis 4).

7. Zweikreisbremssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Beziehung

zwischen dem Weg A zwischen der Dichtfläche (116; und dem Ventilsii2ring (10), dem Weg I₂ zwischen dem Steuerkoiben (20) und dem Ventilgehäuse (1) und dem Weg /3 zwischen dem Bund (lic; und dem Anschiagring (28).

8. Zweikreisbremssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Beziehung

A₀ > A3 > At > A₂

zwischen der Querschnittsfläche Ao des Ventilsitzringes (10; 106), der Querschnittsfläche A₃ des Steuerkolbens (20; 105), der Querschnittsfläche A\ des Kopfteils (lla; 116a; und der Querschnittsfläche A₂ des Schaftes des Stufenkolbens (11; 116).

9. Zweikreisbremssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 und 8, gekennzeichnet durch einen am einen Ende des Ausgleichskolbens (112) angeordneten, mit einem verdickten Kopfteil (116a/des Stufcnko!bens(116) zusammenwirkenden Anschlagring (131) (F i g. 7).

10. Zweikreisbremssystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Ausnehmung im Ausgleichskolben (112) und einem darin angeordneten Kopfteil (116a;des Stufenkolbens (116).

11. Zweikreisbremssystem nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch die Beziehung

zwischen dem Weg /7 zwischen der Dichtfläche (118) am Stufenkolben (116) und dem Ventilsitzring (106), dem Wert /5 zwischen dem Kopfteil (116a; und dem Anschlagring (131) und dem Weg k zwischen einem Absatz (105a; im Steuerkolben (105) und einer Endfläche des Ausgleichskolbens (112).