DE2854164C2

DE2854164C2 - Bremsdruckregler mit By-pass

Info

Publication number: DE2854164C2
Application number: DE2854164A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl.-Ing. 6050 Offenbach Burgdorf
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1985-06-20
Also published as: FR2443952A1; DE2854164A1; IT1127711B; ES486549A1; BR7908115A; US4262968A; SE438128B; IT7928046A0; GB2036903A; SE7909973L; FR2443952B1; GB2036903B

Description

Die Erfindung bezieht sich-auf einen Bremsdruckregler mit By-pass für eine Fahrzeugbremsanlage, mit ■einem den Vorderrädern zugeordneten ersten Bremskreis und einem den Hinterrädern zugeordneten zweiten Bremskreis, wobei die Radzylinder des ersten Bremskreises mit einer ersten Drückkammer eines Tandemhauptzylinders verbunden sind und die Radzylinder des zweiten Bremskreises mn einem Reglerauslaßraum des Bremsdruckreglers und eine zweite Druckkammer des Tandemhauptzylinders mit einem Reglereinlaßraum des Bremsdruckreglers in Verbindung steht und in einer ersten Druckmittelverbindung zwischen Einlaßraum und Auslaßraum ein aus Steuerkolben und Ventilglied bestehender Druckregler vorgesehen ist, wobei der Steuerkolben vom Druck des Auslaßraums und vom Druck des Einlaßraums beaufschlagt ist und eine zweite, die Regelstrecke umgehende Druckmittelverbindung als By-pass zwischen Einlaßraum und Auslaßraum angeordnet ist, die von einem von einer Federkraft angedrückten und mit dem Druck des ersten Bremskreises beaufschlagten Verschlußkolben gegen den Druck des zweiten Bremskreises flüssigkeitsdicht verschlossen ist. Ein derartiger Bremsdruckregler ist aus der DE-AS 21 63 645 bekannt. In einer axialen Bohrung im Gehäuse des Bremsdruckreglers ist ein mit mehreren Durchflußkanälen versehener Einsatz angeordnet, der den Einlaß vom Auslaß dichtend trennt. Eine mit dem Auslaß direkt in Verbindung stehende Bohrung endet zur Einlaßseite in einem topfartigen Gebilde, mit einem dichtend eingesetzten Verschlußstopfen, der durch eine Feder in Schließstellung gehalten wird und gegen den Druck des Auslasses vom Druck des ersten Bremskreises beaufschlagt ist.

Im Gehäuse des Bremskraftreglers ist eine weitere, mit dem Einlaß in Verbindung stehende Bohrung angeordnet, die in der Reglereinlaßkammer des im rechten Winkel zum Einsatz angeordneten Druckreglers endet. Der Reglerauslaßraum steht über die Durchflußkanäle im Einsatz mit dem Auslaß direkt in Verbindung. Bei intaktem ersten Bremskreis bleibt der Verschlußstopfen dichtend in dem topfartigen Gebilde und das Druckmittel kann nur über die Regelstrecke vom Einlaß zum Auslaß gelangen.

Fällt jedoch der erste Bremskreis aus, so wird der geregelte Druck in den Durchflußkanälen des Einsatzes den Verschlußstopfen gegen die Federkraft aus dem topfartigen Gebilde stoßen und die direkte, die Regelstrecke umgehende Verbindung vom Einlaß zum Auslaß öffnen.

Diese Konstruktion ist jedoch besonders aufwendig und daher teuer in der Ausführung. Der im rechten Winkel zum Gehäuse des Bremskraftreglers angeordnete Druckregler benötigt zudem ungünstig viel Bauraum, was den heutigen Anforderungen auf minimalen Platzbedarf entgegensteht.

Eine andere Ausführungsform eines Bremsdruckreglers mit By-pass zeigt die DE-OS 19 28 647. Ein üblich verwendeter Druckregler wird von einem Leistungssystem überbrückt das ein By-pass-Ventil enthält. Dieses Ventil besteht aus einem dichtend in einem Gehäuse gleitenden Kolben, dessen Kopf einen geringeren Durchmesser als der übrige Kolben aufweist und eine Dichtplatte trägt Die den Kolben aufnehmende Bohrung im Gehäuse des Ventils wird durch den Kolben in zwei Druckkammern geteilt Die erste Druckkammer ist vom Druck des ersten Bremskreises beaufschlagt so daß der Kolben mit seinem Kopf gegen den mit dem Hauptzylinder in Verbindung stehenden axial zum Kolben angeordneten Ein'laßstutzen gedrückt wird und die Einlaßbohrung der ersten Druckkammer verschließt Die Einlaßbohrung endet in einem sich verjüngenden Kegelstumpf, so daß nur die zur Dichtung nötige Fläche des Einlaßstutzens auf der Dichtplatte des Kolbens zur Anlage kommt und so den zweiten Druckraum und die über eine Auslaßbohrung mit dem zweiten Druckraum in Verbindung stehenden Radzylinder des geregelten Bremskreises vom Einlaß trennt.

Fällt der erste Bremskreis aus, so wird der Druck im zweiten Druckraum sowie der Druck im Einlaß den Kolben schlagartig verschieben und somit die die Regelstrecke umgehende Verbindung vom Hauptbremszylinder zu den Radzylindern freigeben. Durch die getrennte Anordnung der Bauteile können zwar zur Verfügung stehende Bauräume eventuell besser genutzt werden, jedoch ist dies mit einem erheblichen Aufwand an Druckleitungen verbunden. Durch dieses Leitungssystem müssen zusätzlich dichtende Verschraubungen und T-Stücke vorgesehen werden, was eine erhöhte Störanfälligkeit der Bremsanlage zur Folge hat sowie höhere Kosten verursacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bremsdruckregler mit By-pass zu schaffen, der die beschriebenen Nachteile vermeidet, wenig Bauraum erfordert sowie durch einfache Bauweise und minimalen Leitungsaufwand die Herstellungs- und Einbaukosten niedrig hält.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der By-pass zwischen Einlaßraum und Auslaßraum im Steuerkolben des Druckreglers angeordnet ist, wobei der By-pass an der dem Verschlußkolben zugewandten Stirnseite des Steuerkolbens mündet und der Verschlußkolben sich unmittelbar oder mittels eines Verschlußelementes an der Stirnseite des Steuerkolbens abstützt.

Damit wird erreicht, daß der Verschlußkolben mit dem Steuerkolben im Regelfall als eine Einheit alle axialen Steuerbewegungen mit ausführt, bei Ausfall des ersten Bremskreises jedoch vom Druck des zweiten Bremskreises gegen die Kraft der Feder vom Steuerkolben getrennt wird und den By-pass freigibt. Es ist weiter gewährleistet, daß bei Ausfall des ersten Bremskreises der By-pass mit Sicherheit funktionstüchtig ist und sich nicht wie bei starren Anordnungen funktionsunfähig festsetzen kann, weil er nur sehr selten in Betrieb genommen wird.

Indem der By-pass auf der dem Verschlußkolben zugewandten Stirnseite des Steuerkolbens in einer rohrförmigen Verlängerung des Steuerkolbens endet, die einen mit der zweiten Druckkammer des Tandemhauptzylinders verbundenen Raum durchragt, wird der druckbeaufschlagte Raum nur geringfügig verkleinert. Der auf die verbleibende äußere Ringfläche des Verschlußkolbens und des Steuerkolbens wirkende Druck wirkt trennend auf die beiden Kolben.

Dadurch, daß der Verschlußkolben auf der dem Steuerkolben zugewandten Seite eine Dichtplatte trägt wird die Möglichkeit gegeben, die Dichtplatte gleichzeitig als Dichtung des Verschlußkolbens in der Bohrung zu verwenden.

Der Verschlußkolben wird im Außendurchmesser vorteilhafterweise so ausgeführt, daß er dem Außendurchmesser der dem Verschlußkolben zugewandten Kolbenstufe entspricht So braucht für den Verschlußkolben keine eigene Führung in das Gehäuse eingearbeitet werden.

Dadurch, daß der Verschlußkolben vom geregelten und ungeregelten Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagt ist wird die gesamte mögliche Fläche des

Verschlußkolbens in Öffnungsrichtung mit Druck beaufschlagt so daß ein sicheres Öffnen beim Ausfall des Bremskreises gewährleistet ist

Durch vorgesehene Anschlagmittel, die die axialen Verschiebewege der Kolben begrenzen, wird ein schädigendes Zusammenpressen der Federn vermieden.

Dadurch, daß der Schließweg des Ventilgliedes kleiner ist als der axiale Verschiebeweg des Steuerkolbens und dessen Verschiebeweg wiederum kleiner ist als der axiale Verschiebeweg des Verschlußkolbens, wird einerseits ein sicheres Schließen des Ventilgliedes erreicht und andererseits eine definierte Endlage aller Kolben geschaffen, in der der By-pass geöffnet ist

Mit der Ausbildung des By-passes in der Art, daß bei Entlastung der Bremse das Druckmittel über den Bypass zurückfließt, wobei die in einer Zeiteinheit den Bypass durchfließende Flußmenge größer ist als die in der gleichen Zeiteinheit durch die Durchflußöffnung des Druckreglers fließende Flußmenge, wird bei Entlastung der Bremse ein sehr rascher Druckabbau an den Radzylindern der Hinterachse erreicht.

Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Bremsdruckregler mit integriertem Bypass und wird im folgenden näher beschrieben.
In einem Gehäuse 19 ist eine Stufenbohrung eingebracht, die durch einen eingeschraubten Stopfen 5 und einen Dichtring 6 gegen die Atmosphäre dichtend verschlossen ist. Der Stopfen 5 beinhaltet einen Einlaßraum 3, der über den Druckmittelanschluß 4 mit der Druckkammer II des Tandemhauptzylinders 1 verbunden ist und über die Durchflußöffnung 10 in einen Auslaßraum 42 mündet, der durch den Stopfen 5 und den im Abschnitt 14 der Stufenbohrung des Gehäuses gleitenden Steuerkolben 15 gebildet ist Der Auslaßraum 42 ist über den Druckmittelanschluß 41 mit den nicht dargestellten Radzylindern der Hinterachse verbunden. Der Stopfen 5 weist auf der zum Steuerkolben 15 liegenden Stirnseite Lamellen 11 auf, die bei Anlage des Steuerkolbens 15 den Druckmittelfluß vom Einlaßraum 3 zum Auslaßraum 42 sicherstellen.

Durch die Durchflußöffnung 10 ragt der stiftartige Ansatz 9 des Ventiltellers 8, der durch eine vorgespannte Feder 7 in Schließrichtung gehalten wird. Der stiftartige Ansatz 9 des Ventiltellers 8 kommt auf der Stirnfläche 43 des Steuerkolbens 15 derart zur Anlage, daß das Ventil bei Anlage des Steuerkolbens 15 am Stopfen 5 um den Ventilschließweg a geöffnet ist. Der Steuerkolben 15 ist als Stufenkolben ausgebildet, dessen mit größtem Durchmesser ausgebildeter Abschnitt 39 im Abschnitt 14 der Stufenbohrung gleitet, die mit dem mittleren Durchmesser ausgebildete Kolbenstufe 35 gleitet in dem mit kleinerem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 33 der Stufenbohrung und der dritte, mit kleinstem Durchmesser ausgebildete Abschnitt ragt als Ver-

54 164

längerung 18 in eine Druckkammer 20, die über acf, Druckmittelanschluß 32 mit der Druckkammer II des Tandemhauptzylinders 1 in Verbindung steht.

Der Steuerkolben 15 trägt auf den Abschnitten 35 und 39 Dichtringe 12 und 17, so daß der Raum 44 druckmittelfrei ist. Über eine Entlüftungsöffnung 36 ist der Raum 44 mit der Atmosphäre verbunden, so daß bei Bewegung des Steuerkolbens 15 ein Druckausgleich erfolgen kann. Die Entlüftungsöffnung 36 ist in einer Schraube 37 angeordnet, die in den Raum 44 hineinragt und so den axialen Verschiebeweg b des Steuerkolbens 15 begrenzt. Eine vorgespannte Feder 16, die sich an der Stufe 34 der Stufenbohrung und an der Stufe 38 des Steuerkolbens 15 abstützt, hält den Steuerkolben 15 in seiner Ruhelage am Stopfen 5. Der Steuerkolben 15 weist ein axiales Sackloch 13 auf, das von der Stirnfläche der Verlängerung 18 in den Steuerkolben hineinläuft und mit einer schräg zur Achse des Steuerkolbens 15 verlaufenden Bohrung 40, die an der Stirnfläche 43 des Steuerkolbens austritt, in Verbindung steht Das axiale Sackloch 13 wird durch einen, im Durchmesser dem Durchmesser des Abschnitts 33 der Stufenbohrung entsprechenden Verschlußkolben 31 dichtend abgeschlossen, indem der mit einer Dichtplatte 21 versehene Kopf des Verschlußkolbens 31 durch eine am Gehäuse IS des Bremsdruckreglers abgestützte Feder 26 an die ringförmige Stirnfläche 30 der rohrförmigen Verlängerung 18 des Steuerkolbens 15 gedrückt wird. Der durch das Gehäuse 19 und den Verschlußkolben 31 gebildete Raum 27 ist über einen Druckmittelanschluß 28 mit dem ersten Bremskreis verbunden.

Der Verschlußkolben 31 hat eine umlaufende Aussparung 23, in die eine mit einer Öffnung 45 versehene Schraube 29 ragt und den axialen Verschiebeweg c des Verschlußkolbens 31 begrenzt Rechts und links der Aussparung 23 trägt der Verschlußkolben Dichtringe 22 und 25, so daß der erste Bremskreis vom zweiten Bremskreis durch eine mit der Atmosphäre verbundene Kammer 24 getrennt ist

Sind beide Bremskreise in Ordnung, so wird bei Betätigung des Pedals 2 das Druckmittel in den Druckkammern I und II des Tandemhauptzylinders 1 komprimiert Über die Leitung 46 wird sich der Druck in der Druckkammer I zu den Radzylindern der Vorderachse fortpflanzen, über die Leitung 47 wird sich der Druck auch in dem Raum 27 als Druckkammer des Bremsdruckreglers einstellen. Der Druck in der Druckkammer II wird sich über die Leitungen 48 und 49 auch in den Einlaßraum 3 und im Raum 20 einstellen und sich über die Durchflußöffnung 10, den Auslaßraum 42, den Druckmittelanschluß 41 und die Leitung 50 zu den Radzylindern der Hinterachse fortpflanzen.

Der Verschlußkolben 31, der in drucklosem Zustand des Bremsdruckreglers durch die Feder 26 bereits mit seiner Dichtplatte 21 gegen die ringförmige Stirnfläche 30 des Steuerkolbens 15 gedrückt wird und so den Bypass 13, 40 zum Auslaßraum 42 sicher abdichtet ist in Richtung auf den Steuerkolben 15 über seine gesamte Stirnfläche 51 vom Druck des ersten Bremskreises beaufschlagt die der Stirnfläche 51 gegenüberliegende Fläche des Verschlußkolbens 31 teilt sich dagegen in drei verschiedene druckbeaufschlagte Flächen auf; die äußere Ringfläche 52 wird vom ungeregelten, die Kreisfläche 53 vom geregelten Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagt und die Stirnfläche 30 als Kontaktfläche mit dem Steuerkolben bleibt drucklos. Bei intaktem ersten Bremskreis ist somit ein sicheres Verschließen in jedem Betriebszustand gewährleistet da bei Addition aller auf den Verschlußkolben 31 wirkenden Kräfte als Ergebnis immer eine Anpreßkraft auf den Steuerkolben 15 herauskommt.

Ab einer bestimmten Druckhöhe wird der auf die Stirnfläche 43 des Steuerkolbens 15 wirkende Druck den Steuerkolben 15 gegen die Kraft der Federn 16 und 26 und den Druck des ersten Bremskreises auf die Stirnfläche 51 des Verschlußkolbens 31 verschieben. Der Ventilteller 8 wird durch die vorgespannte Feder 7 in die Durchflußöffnung 10 gedrückt und verschließt diese, so daß der Einlaßraum 3 und der Auslaßraum 42 voneinander getrennt werden. Bei weiterer Druckerhöhung wird der steigende Druck im ersten Bremskreis und somit im Druckraum 27 den Verschlußkolben 31 mit dem anliegenden Steuerkolben 15 nach rechts verschieben und über den Ansatz 9 des Ventilteller 8 das Ventil wieder öffnen. Druckmittel aus dem Einlaßraum 3 kann nachströmen, bis der Druck auf den Steuerkolben 15 diesen mit dem anliegenden Verschlußkolben 31 wiederum nach links verschiebt. Im Regelfall wirkt der Steuerkolben 15 und der Verschlußkolben 31 als eine Einheit. Alle axialen Steuerbewegungen werden zusammen ausgeführt, ohne daß der By-pass 13, 40 über die Bohrungen 13 und 40 geöffnet wird.

Bei Entlastung des Druckmittels werden Steuerkolben 15 und Verschlußkolben 31 durch die Federn 16 und 26 wieder in die Ausgangslage gebracht, wobei es nun für die Funktion des By-passes 13,40 unerheblich ist, ob er beim Zurückgleiten der Kolben kurzzeitig freigegeben wird oder nicht.

Durch eine günstige Dimensionierung der mit dem geregelten Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagten Kreisfläche 53 und der Kraft der Feder 26 kann sogar erreicht v/erden, daß der Druckabbau von den Radzylindern zum überwiegenden Teil über den By-pass 13, 40 erzielt wird, was einen schnelleren Druckabbau an den Radzylindern der Hinterachse ermöglicht.
Fällt während eines Bremsvorganges der erste Bremskreis aus, so wird der Verschlußkolben 31 gegen die Kraft der Feder 26 von dem auf die Ringfläche 52 wirkenden, ungeregelten Druck des zweiten Bremskreises sowie von dem auf die Kreisfläche 53 wirkenden, geregelten Druck des zweiten Bremskreises nach links verschoben und gibt so den By-pass 13, 40 frei. Die Druckkammer II des Tandemhauptzylinders 1 ist über die Leitung 49, den Einlaß 32, den Raum 20, die Bohrungen 13 und 40, den Auslaßraum 42, den Druckmittelanschluß 41 und der Leitung 50 direkt mit den nicht dargestellten Radzylindern der Hinterachse verbunden, eine druckreglerumgehende Druckmittelverbindung ist hergestellt

Bei maximaler Druckbeaufschlagung wird der Steuerkolben, bedingt durch seine größere wirksame Stirnfläche, nach links bis zum Anschlag 54 verschoben, der Verschlußkolben 31 wird gleichfalls nach links bis zum Anschlag 55 verschoben. Da der axiale Verschiebeweg b des Steuerkolbens 15 kleiner ist als der axiale Verschiebeweg c des Verschlußkolbens 31, bleibt die By-

pass-öffnung auch in dieser Endlage geöffnet

Bei der Dimensionierung der axialen Verschiebewege ist darauf zu achten, daß der Ventilschließweg a kleiner ist als der axiale Verschiebeweg b des Steuerkolbens 15, dessen Verschiebeweg b wiederum kleiner sein muß als der axiale Verschiebeweg c des Verschlußkolbens 31.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist es, daß der Druckabbau über den By-pass optimal erfolgen kann, da die Federschließkraft auf den Verschlußkolben 31 und

der By-pass 13, 40 unabhängig von der Regelfunktion des Druckreglers gestaltet werden können. Somit kann der Druckregler einzig auf optimales Regelverhalten abgestimmt werden, die Kraft der Feder 7 definiert so die Öffnungsdruckdifferenz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

10

40

45

50

35

•0

«5

Claims

Patentansprüche:

!. Bremsdruckregler mit By-pass für eine Fahrzeugbremsanlage, mit einem den Vorderrädern zugeordneten ersten Bremskreis und einem den Hinterrädern zugeordneten zweiten Bremskreis, wobei die Radzylinder des ersten Bremskreises mit einer ersten Druckkammer eines Tandemhauptzylinders verbunden sind und die Radzylinder des zweiten Bremskreises mit einem Reglerauslaßraum des Bremsdruckreglers und eine zweite Druckkammer des Tandemhauptzylinders mit einem Reglereinlsßraum des Bremsdruckreglers in Verbindung steht und in einer ersten Druckmittelverbindung zwischen Auslaßraum und Einlaßraum ein aus Steuerkolben und Ventilglied bestehender Druckregier vorgesehen ist, wobei der Steuerkolben vom Druck des Auslaßraums und vom Druck des Einlaßraums beaufschlagt ist und eine zweite, die Regelstrecke umgehende Druckmittelverbindung als By-pass zwischen Einlaßraum und Auslaßraum angeordnet ist, die von einem von einer Federkraft angedrückten und mit dem Druck des ersten Bremskreises beaufschlagten Verschlußkolben gegen den Druck des zweiten Bremskreises flüssigkeitsdicht verschlossen ist, d a durch gekennzeichnet, daß der By-pass (13, 40) zwischen Einlaßraum (3) und Auslaßraum (42) im Steuerkolben (15) des Druckreglers angeordnet ist, wobei der By-pass (13,40) an der dem Verschlußkolben (31) zugewandten Stirnseite des Steuerkolbens (15) mündet und der Verschlußkolben (31) sich unmittelbar oder mittels eines Verschlußelementes dichtend an der die Mündung des By-Pass (13, 40) aufweisenden Stirnseite des Steuerkolbens (15) abstützt.
2. Bremsdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der By-pass (13,40) auf der dem Verschlußkolben (31) zugewandten, mit dem Druck des Einlaßraums beaufschlagten Stirnseite des Steuerkolbens (15) in einer rohrförmigen Verlängerung (18) des Steuerkolbens (15) endet, die einen mit der zweiten Druckkammer des Tandemhauptzylinders (1) verbundenen Raum (20) durchragt.
3. Bremsdruckregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkolben (31) auf der dem Steuerkolben (15) zugewandten Seite eine Dichtplatte (21) trägt.
4. Bremskraftregler nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Verschlußkolbens (31) dem Außendurchmesser der dem Verschlußkolben zugewandten Kolbenstufe (35) des Steuerkolbens (15) entspricht.
5. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkolben (31) vom geregelten und ungeregelten Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagt ist.
6. Bremskraftregler wach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Steuerkolben (15) und Verschlußkolben (31) Anschlagmittel (54 und 55) vorgesehen sind, die die axialen Verschiebewege (b und c) von Steuerkolben (15) und Verschlußkolben (31) begrenzen.
7. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließweg (a) des Ventilgliedes (8) kleiner ist als der axiale Verschiebeweg (b) des Steuerkolbens (15) und dessen Verschiebeweg

(b) wiederum kleiner ist als der axiale Verschiebeweg (cjdes Verschlußkolbens (31).
8. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der By-pass (13,40) so dimensioniert ist, daß die in einer Zeiteinheit den By-pass durchfließende Flußmenge größer ist als die in der gleichen Zeiteinheit durch die Durchflußöffnung (10) des Druckreglers fließende Flußmenge.