DE2853718C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremsdruckregler, insbesondere für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit einem Reglereinlaßraum und einem Reglerauslaßraum, die durch eine Durchflußöffnung miteinander in Verbindung stehen, in der ein Regelventil angeordnet ist, bestehend aus einer als abdichtende Trennwand zwischen Einlaß- und Auslaßraum eingesetzten Ventilsitzeinrichtung mit einem einen Bereich der Ventilsitzfläche bildenden, in den Einlaßraum beweglichen, elastomeren Ventilsitzring, dessen Durchflußöffnung durch ein im Auslaßraum angeordnetes, durch Anschläge begrenzt bewegliches Ventilglied verschließbar ist und welcher Ventilsitzring mit seiner dem Einlaßraum abgewandten Stirnseite bis auf einen kleinen, der Durchflußöffnung direkt benachbarten, bei geschlossener Durchflußöffnung zumindest teilweise vom Auslaßdruck beaufschlagten Bereich an einer Gegenfläche anliegt, und welcher Ventilsitzring auf seiner dem Einlaßraum zugewandten Stirnfläche an einer Gehäuseschulter derart abgestützt ist, daß er bei einem Druckgefälle vom Auslaßraum zum Einlaßraum hin umklappt und dadurch vom Ventilteller abhebt, so daß ein Durchflußweg zwischen Reglereinlaßraum und Reglerauslaßraum freigegeben wird.

Aus der GP-PS 10 80 981 ist ein gattungsbildender Bremsdruckregler bekannt, der als Bremsdruckbegrenzer arbeitet. Darin mündet eine Längsbohrung, die an einer Seite blind endet, in eine Kammer größeren Durchmessers, welche mit einem Schraubendeckel druckdicht verschlossen ist. Der Druckmitteleinlaß mündet in die Bohrung, während der Auslaßanschluß sich in der Kammer befindet. Am blinden Ende der Bohrung stützt sich eine Steuerfeder ab, die einen in der Bohrung geführten Kolben am Schraubdeckel im Anschlag hält, solange die Kammer drucklos ist. An seinem deckelseitigen Ende verbreitert sich der Kolben zu einem Ventilschließglied, das mit einer elastomeren Ringscheibe zusammenwirkt, welche der Kolben mit seinem kleineren Durchmesser durchragt. Die elastomere Ringscheibe wird vom Schraubdeckel mit Hilfe eines Metallringes an die Gehäusestufe von der Kammer zur Bohrung festgedrückt. Der Innendurchmesser der elastomeren Ringscheibe ist kleiner als der des Metallringes und als der der Bohrung. Der Innendurchmesser des auch als Anschlag für das Ventilschließglied dienenden Metallringes ist zur Ringscheibe hin konisch verengt und besitzt eine kleine radiale Einkerbung. Die Ringscheibe kann zur Bohrung hin umklappen, wenn der Eingangsdruck unter den Ausgangsdruck sinkt und wirkt dadurch als Rückschlagventil. Die Einkerbung des Metallringes ermöglicht einen Druckmittelrückfluß zum Einlaß hin, solange das Druckregelventil noch geschlossen ist.

In der US-PS 35 26 437 ist ein Ventil beschrieben, welches für den Einsatz in Fahrzeugen vorgesehen ist, die an den Vorderrädern Scheibenbremsen und an den Hinterrädern Trommelbremsen besitzen. Das Ventil dient dazu, bei einer Bremsbetätigung den Druck in den Scheibenbremsen solange auf niedrigem Niveau konstant zu halten, bis der Hauptzylinderdruck zur Betätigung der Trommelbremsen ausreicht, und sich dann zu öffnen und den Druck in den Scheibenbremsen bis zum vollen Hauptzylinderdruck ansteigen zu lassen. Hier dient ebenfalls eine elastomere, am äußeren Umfang eingespannte Ringscheibe als Ventilsitz für ein Rückschlagventil, das bei Beendigung der Bremsbetätigung einen Rückfluß erlaubt, wenn der Hauptzylinderdruck unter den Öffnungsdruck des Ventils sinkt. Der Druckmittelrückfluß erfolgt durch kleine axiale Bohrungen in einer als Ventilschließglied dienenden radialen Verdickung eines durch die Ringscheibe verlaufenden Kolbens, wobei die Ringscheibe dem Ausgangsdruck nachgibt und sich vom Ventilschließglied abhebt.

Ein solches Rückschlagventil ist offensichtlich einfach im Aufbau und effektiv in seiner Funktion, so daß es verbreitet Anwendung findet.

Bei Bremskraftreglern ist außer einem gesicherten Druckabbau in den Bremsen noch ein anderer Sicherheitsaspekt von Bedeutung. Sollte der zweite, ungeregelte Bremskreis defekt sein und keinen Druck in den ihm zugeordneten Vorderradbremsen aufbauen, dann sollte der Druck der Hinterradbremsen ungemindert bleiben, um den Ausfall des Vorderradbremskreises zumindest zum Teil zu kompensieren. Aus der US-PS 37 01 567 ist ein Bremsdruckregler mit Sperre bekannt. Bei Ausfall des Vorderachsbremskreises wird eine Steuerkammer drucklos, und über eine komplizierte Anordnung von Kolben, Federn und Anschlagvorrichtungen wird der Ventilsitz des Regelventils so weit von dem als Ventilschließglied fungierenden Regelkolben entfernt, daß das Ventilschließglied größer wird als der Hub des Regelkolbens. Eine Druckminderung ist nicht mehr möglich.

So vorteilhaft diese Anordnung für die Sicherheit einer Bremsanlage auch sein mag, erfordert sie doch eine aufwendige Montage und eine hochpräzise Abstimmung der einzelnen Funktionselemente.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines gattungsgemäß einfach aufgebauten Bremsdruckreglers, der mit geringem zusätzlichem Aufwand bei Ausfall des Vorderachsbremskreises die Hinterradbremsen mit dem vollen Bremsdruck versorgt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ventilsitzring durch einen Kolben dichtend an die Gehäuseschulter gedrückt wird, wobei der Kolben mit seiner die Gegenfläche für den Ventilsitzring bildenden ersten Stirnfläche den Auslaßraum begrenzt und auf seiner zweiten Stirnfläche vom Druck eines zweiten Bremskreises eines Tandemhauptzylinders beaufschlagt ist.

Dadurch wird die regelnde Dichtanordnung abhängig vom zweiten Bremskreis, was bei zweikreisigen Fahrzeugbremsanlagen von Vorteil ist.

Fällt der Druck im zweiten Bremskreis des Tandemhauptzylinders aus, so wird der Kolben den Ventilsitzring zwischen Reglereinlaßraum und Reglerauslaßraum freigeben, der Druck im Einlaßraum wird den Ventilsitzring in Richtung auf den Auslaßraum verschieben, und die Dichtwirkung ist somit aufgehoben. Der Druck des Einlaßraumes wird ohne Druckminderung auf die Radzylinder der Hinterachse weitergeleitet, womit erreicht wird, daß sie stärker gebremst werden kann.

Indem der Kolben als Stufenkolben ausgebildet ist, dessen größere Stirnfläche vom Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagt ist und der an der Stufe im Gehäuse zur Anlage kommt, so daß das Zusammenpressen des Ventilsitzringes begrenzt ist, wird eine Schädigung des Ventilsitzringes vermieden.

Durch die Ausführung des Ventilsitzringes in der Art, daß er über seinen Umfang verteilte Ausnehmungen aufweist, die in der Tiefe geringer sind als die Höhe der zur Abstützung dienenden Schulter im Gehäuse, wird bei nicht angedrücktem Ventilsitzring der Druckmittelfluß über seinen Außenumfang sichergestellt.

Ein Beispiel zum gattungsgemäßen Stand der Technik und eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Bremsdruckreglers sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den Schnitt durch einen Bremsdruckregler, dem Stand der Technik entsprechend,

Fig. 2 den Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Bremsdruckregler mit Sperre,

Fig. 3 die Ansicht eines Ventilsitzringes eines erfindungsgemäßen Bremsdruckreglers.

In Fig. 1 ist in einem Gehäuse 1 eine dreistufige, durchgehende Stufenbohrung 3 eingebracht, in deren mit kleinstem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 4 ein Ventilkolben 6 axial gleitend geführt ist. Der Ventilkolben 6 durchragt den mit mittlerem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 2 und ragt mit seinem freien, einen kleineren Durchmesser als der übrige Ventilkolben aufweisenden Ende 7, das einen Ventilteller 8 trägt, in den mit größtem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 5 der Stufenbohrung 3 hinein. Eine Ringdichtung 9, die den Ventilkolben dichtend umgreift, liegt an der Stufe 10 der Stufenbohrung 3 fest an und dichtet so den Abschnitt 4 der Stufenbohrung 3 gegen den als Einlaßraum dienenden Abschnitt 2 ab. An der Stufe 1 der Stufenbohrung liegt eine flexible, elastomere, als Ventilsitzring 12 dienende Trennwand an, die durch einen in den Abschnitt 5 der Stufenbohrung eingeschraubten Stopfen 13 an die Stufe 11 dichtend angedrückt wird. In den Stopfen 13 ist ein topfähnlicher Auslaßraum 14 mit seinem Auslaß 15 koaxial zum Ventilkolben eingebracht, in der der Ventilteller 8 mit geringem radialen Spiel axial gleitet. Der Stopfen 13 stützt den Ventilsitzring 12 bis auf eine kleine, der Durchflußöffnung 16 direkt benachbarte Ringfläche 17 ab, so daß bei geschlossenem Ventil wenigstens noch ein Teil der Ringfläche vom Druck des Auslaßraumes 14 beaufschlagt ist. Der Auslaßraum 14 ist mit den Radzylindern der Hinterachse 18 verbunden, der als Einlaßraum dienende mittlere Abschnitt 2 der Stufenbohrung 3 ist über den Einlaß 19 mit der Druckkammer I des Tandemhauptzylinders 21 verbunden. Die Druckkammer II des Tandemhauptzylinders 21 steht mit den Radzylindern der Vorderachse 20 direkt in Verbindung. Das zur Gehäuseaußenkante 23 zeigende Ende 22 des Ventilkolbens 6 ist kleiner als der übrige Durchmesser des Ventilkolbens ausgebildet, so daß im Abschnitt 4 der Stufenbohrung 3 ein Anschlagring 25 eingebracht werden kann, der den axialen Verschiebeweg y des Ventilkolbens derart begrenzt, daß dieser geringfügig größer ist als der Ventilschließweg x. Es wird somit verhindert, daß der Ventilteller 8 durch den Ventilsitzring 12 gedrückt werden kann und das Druckreduzierventil unbrauchbar wird.

Das Ende 22 des Ventilkolbens 6 liegt an einer Scheibe 24 an, die in einer an das Gehäuse 1 angesetzten Buchse 27 gleitet. Die Scheibe 24 wird durch eine Feder 26, die sich am Boden 28 der Buchse 27 abstützt, an die Gehäuseaußenkante 23 gedrückt, so daß der Druckregler in die gezeigte Ruhestellung gelangt.

Der Durchmesser d₁ des Ventiltellers 8 und der Durchmesser d₃ des Ventilkolbens 6 sind so bemessen, daß eine Druckreduzierung von Einlaßraum zu Auslaßraum im Verhältnis der im Einlaßraum und Auslaßraum druckbeaufschlagten Flächen reduziert wird. Der Durchmesser d₂ der Durchflußöffnung 16 ist größer gewählt als der Durchmesser d₃ des Ventilkolbens, so daß eine Montage der Anordnung ohne Aufweiten des Ventilsitzringes 12 erfolgen kann. Es ist selbstverständlich auch möglich, durch Wahl des Durchmessers d₃=d₁ den Bremsregler als Bremsdruckbegrenzer zu verwenden. Bei Betätigung des Pedals 29 wird der Einlaßraum 2 mit Druck beaufschlagt, der sich über die Durchflußöffnung 16, den Auslaßraum 14 und den Auslaß 15 zu den Radzylindern der Hinterachse 18 des Fahrzeuges fortpflanzt. Ab einem bestimmten Druckpegel wird der Druck auf die wirksame Fläche im Auslaßraum ausreichend sein, den Ventilkolben gegen die Kraft der Feder 26 nach links zu verschieben, um so durch Anlage des Ventiltellers 8 an die Ringfläche 17 die Durchflußöffnung 16 zu verschließen. Bei einer weiteren Druckerhöhung im Einlaßraum wird der Druckregler den Druck im Auslaßraum entsprechend den wirksameren Flächenverhältnissen im Einlaßraum und Auslaßraum reduzieren.

Wird der Einlaßraum 2 entlastet, so wird der Druck im Auslaßraum 14 den Ventilteller 8 in Richtung auf den Einlaßraum 2 bewegen, bis der Ventilkolben 6 am Anschlagring 25 zur Anlage kommt. Durch die vom Druck des Auslaßraumes beaufschlagte Restfläche der Ringfläche 17, die durch den Außenrand des Ventiltellers und den Innenrand des Auslaßraums 14 gebildet wird, wird auf den Ventilsitzring 12 eine Kraft ausgeübt, die ihn so weit zum Einlaßraum 2 umklappen läßt, bis sich die Ringfläche 17 vom Ventilteller 8 abgehoben hat und die Durchflußöffnung 16 zum Druckausgleich freigibt. Während dem Druckabbau im Auslaßraum wird ab einem bestimmten Druckpegel die Kraft der Feder 26 den Ventilkolben wieder nach rechts verschieben, bis die Ruhestellung der Anordnung wieder erreicht ist.

Da die Fig. 2 im Regelaufbau im wesentlichen der der Fig. 1 entspricht, sind bis auf die mit ′ versehenen Bezugszeichen alle Bezugszeichen gleich. Der Abschnitt 5 der Stufenbohrung 3 erweitert sich zu seinem Ende an der Stufe 37 zu einem weiteren Abschnitt 30, der durch einen Stopfen 13′ verschlossen ist und durch eine Ringdichtung 35 zwischen Gehäuse 1 und Stopfen 13′ gegen die Atmosphäre dicht abgeschlossen ist.

In dem Abschnitt 5 der Stufenbohrung gleitet ein Stufenkolben 39, der beiderseits der Stufe 37 Ringdichtungen 33 und 34 trägt, so daß der Abschnitt 5 gegen den Abschnitt 30 druckmitteldicht abgeschlossen ist. Der Abschnitt zwischen den Dichtungen 33 und 34 ist über die Entlüftungsbohrung 38 mit der Atmosphäre verbunden, so daß bei Bewegung des Stufenkolbens 39 ein Druckausgleich erfolgen kann. In dem zum Ventilsitzring 12′ liegenden Abschnitt des Stufenkolbens 39 ist der Auslaßraum 14′ eingebracht, der über die radialen Bohrungen 31 mit einer Aussparung 32 des Stufenkolbens in Verbindung steht. In Höhe der Aussparung 32 befindet sich im Gehäuse 1 eine Auslaßöffnung 36, die mit den Radzylindern der Hinterachse 18 in Verbindung steht. Die Druckkammer I des Tandemhauptzylinders 21 ist mit dem Einlaß 19 des Einlaßraumes 2 verbunden, die Druckkammer II des Tandemhauptzylinders ist mit den Radzylindern der Vorderachse 20 und über die Einlaßöffnung 15′ im Stopfen 13′ mit dem als Druckraum dienenden Abschnitt 30 der Stufenbohrung verbunden.

Der Ventilsitzring 12′ hat, wie in Fig. 3 dargestellt, über seinen Außenumfang verteilt Ausnehmungen 41, die in der Tiefe geringer sind als die Höhe der zur Abstützung dienenden Schulter 11 in der Stufenbohrung 3.

Bei Betätigung des Pedals 29 wird das Druckmittel in der Druckkammer I und II gleichermaßen komprimiert. Der Druck im Druckraum II wirkt im Abschnitt 30 der Stufenbohrung 3 auf die größere Fläche 40 des Stufenkolbens 39, der Druck in Druckkammer I wirkt im Einlaßraum 2 auf die kleinere Fläche des Stufenkolbens. Der so beaufschlagte Stufenkolben 39 verschiebt sich nach links und drückt den Ventilsitzring 12′ gegen die Stufe 11, bis der Stufenkolben 39 an der Stufe 37 zur Anlage kommt. Einlaßraum 2 und Auslaßraum 14′ sind druckmitteldicht voneinander getrennt, das Druckreduzierventil kommt zur Wirkung.

Fällt der Druck in der Druckkammer II aus, so wird der Abschnitt 30 drucklos. Der jetzt nur von einer Seite druckbeaufschlagte Stufenkolben 39 verschiebt sich nach rechts, die Dichtwirkung des Ventilsitzringes 12′ an der Stufe 11 geht verloren, und das Druckmittel kann, durch die Ausbildung des Außenumfangs des Ventilsitzringes begünstigt, ungehindert über die Stufe 11 sofort zum Auslaß 36 gelangen. Die Druckminderung ist aufgehoben, der gesamte, durch die Pedalkraft erzeugte Bremsdruck pflanzt sich bis zu den Radzylindern der Hinterachse 18 fort.

Claims (3)

1. Bremsdruckregler, insbesondere für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit einem Reglereinlaßraum und einem Reglerauslaßraum, die durch eine Durchflußöffnung miteinander in Verbindung stehen, in der ein Regelventil angeordnet ist, bestehend aus einer als abdichtende Trennwand zwischen Einlaß- und Auslaßraum eingesetzten Ventilsitzeinrichtung mit einem einen Bereich der Ventilsitzfläche bildenden, in den Einlaßraum beweglichen, elastomeren Ventilsitzring, dessen Durchflußöffnung durch ein im Auslaßraum angeordnetes, durch Anschläge begrenzt bewegliches Ventilglied verschließbar ist und welcher Ventilsitzring mit seiner dem Einlaßraum abgewandten Stirnseite bis auf einen kleinen, der Durchflußöffnung direkt benachbarten, bei geschlossener Durchflußöffnung zumindest teilweise vom Auslaßdruck beaufschlagten Bereich an einer Gegenfläche anliegt, und welcher Ventilsitzring auf seiner dem Einlaßraum zugewandten Stirnfläche an einer Gehäuseschulter derart abgestützt ist, daß er bei einem Druckgefälle vom Auslaßraum zum Einlaßraum hin umklappt und dadurch vom Ventilteller abhebt, so daß ein Durchflußweg zwischen Reglereinlaßraum und Reglerauslaßraum freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzring (12′) durch einen Kolben (39) dichtend an die Gehäuseschulter (11) gedrückt wird, wobei der Kolben mit seiner die Gegenfläche für den Ventilsitzring (12′) bildenden ersten Stirnfläche den Auslaßraum (2) begrenzt und auf seiner zweiten Stirnfläche (40) vom Druck eines zweiten Bremskreises eines Tandemhauptzylinders (21) beaufschlagt ist.

2. Bremsdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (39) ein Stufenkolben ist, dessen größere Stirnfläche (40) vom Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagt ist, und daß der Stufenkolben unter der Wirkung des Druckes im zweiten Bremskreis an einer Gehäusestufe (37) so zur Anlage kommt, daß das Zusammenpressen des Ventilsitzringes (12′) begrenzt ist.

3. Bremsdruckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzring (12′) über seinen Außenumfang verteilte Ausnehmungen (41) aufweist, die in der Tiefe geringer sind als die Höhe der zur Abstützung dienenden Gehäuseschulter (11).