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Druckgeber
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgeber mit einem Geberzylinder,
mit einer Geberzylinder-Hauptbohrung im Gebergehäuse und einem in einer Nebenbohrung
des Gebergehäuses ausgebildeten Druckregler, wobei die Nebenbohrung einen mit einem
Druckraum des Geberzylinders verbundenen Einlaßraum und einen mit einem Nehmerzylinder
verbindbaren Auslaßraum des Druckreglers begrenzt und zwischen Ein- und Auslaßraum
ein Hauptventil sowie ein Rückströmventil aufweist, wobei das Hauptventil einen
axial begrenzt verschiebbaren Kolben als Verschlußstück im Auslaßraum und einen
Ventilsitz aufweist und der Kolben, durch seinen Schaft abgedichtet geführt, gegen
die Kraft einer Feder in die Schließstellung bewegbar ist.
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Bei einem bekannten Druckgeber dieser Art (US-PS 33 08 620) dient
der Druckregler zur Reduzierung des Drucks des Geberzylinders in einem vorbestimmten
Verhältnis oberhalb eines vorbestimmten Drucks, der durch die auf den Kolben wirkende
Feder bestimmt wird. Die Feder stützt sich einerseits an einer Stufe der Nebenbohrung
und andererseits an einem Flansch des Kolbens ab und drückt den Kolben gegen einen
die Nebenbohrung verschlies-
senden, feststehenden Anschlagstopfen.
Eine Kante der Stufe dient als Ventilsitz für den das Verschlußstück des Hauptventils
bildenden Kolben. Der Kolbenschaft ist in eine den Kolben koaxial durchsetzende
Stufenbohrung eingeschraubt und enthält seinerseits in dem in den Kolben eingeschraubten
Endabschnitt eine Bohrung mit einer durch eine Feder belasteten Ventilkugel, die'zusammen
mit einer abgeschrägten Stufenkante der Kolbenbohrung das Hilfsventil bildet. Der
Kolbenschaft ist sodann unmittelbar gegen die Nebenbohrung abgedichtet und axial
verschiebbar in dieser gelagert.
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Um bei dieser Ausbildung den vorbestimmten Druck, d.h. den gewünschten
Umschaltdruck, bei dem das Hauptventil schaltet, sicherzustellen, sind enge Herstellungstoleranzen
auf seiten der Nebenbohrung des Gebergehäuses, des Kolbens, der Federn, der Ventilkugel
und des die Nebenbohrung verschließenden Stopfens erforderlich. Eine Einstellung
des Umschaltdrucks ist nicht möglich. Sodann kann der Druckgeber auch nicht außerhalb
des Gebergehäuses eingestellt und funktionsmäßig überprüft werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckgeber der gattungsgemäßen
Art anzugeben,der ebenso in das Gebergehäuse integriert und dennoch außerhalb des
Gebergehäuses vormontierbar, auf den vorbestimmten Druck einstellbar und überprüfbar
ist und mit einfachen 3auteilen auskommt.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in die Nebenbohrung
eine den Einlaßraum und den Auslaßraum jeweils in einen radial äußeren Raumteil
und einen radial inneren Raumteil unterteilende und den äußeren Raumteil mit dem
inneren Raumteil über wenigstens eine Bohrung verbndende Hülse axial nach außen
abgedichtet eingeschraubt ist, daß die Hülse innen den Hauptventilsitz, den Kolben
und den Schaft aufweist, daß die Feder zwischen dem Kolbenschaft und einem mit dem
axial innerhalb der
Nebenbohrung liegenden Endstück der Hülse axial
einstellbar verbundenen Stützkörper liegt, daß der Kolbenschaft abgedichtet in der
Hülse geführt ist, daß der radial innere Raumteil des Einlaßraums den Kolbenschaft
zwischen seiner Dichtung und dem Hauptventilsitz umgibt, daß zwischen den beiden
radial äußeren Raumteilen von Ein- und Auslaßraum ein die Hülse gegen die Nebenbohrung'abdichtender
Dichtring mit einer zum Auslaßraum sperrenden Dichtlippe als Rückströmventil angeordnet
ist und daß die Hülse zwischen dem radial äußeren Raumteil des Einlaßraums und dem
axial inneren Hülsenende gegen die Nebenbohrung abgedichtet ist.
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Bei diesem Aufbau des Druckgebers sind, bis auf das Gebergehäuse,
alle Teile des Druckreglers mit der Hülse verbunden, so daß deren Vormontage außerhalb
des Gebergehäuses erfolgen kann. Der Einbau in das Gebergehäuse erfolgt dann einfach
beispielsweise durch Einschrauben der Hülse in die Nebenbohrung. Sodann ist der
Druckregler außerhalb des Gebergehäuses auf einen vorbestimmten Umschaltdruck einstellbar,
indem einfach die axiale Lage des Stützkörpers so verstellt wird, bis der gewünschte,
auf den Kolben ausgeübte Schließdruck überwunden wird. Der gewünschte Schließdruck
kann dabei durch eine entsprechende Kraft ersetzt oder in einem getrennten, eigens
dafür vorgesehenen Gehäuse hydraulisch aufgebracht werden. Der Aufbau des Druckreglers
ist trotz der zusätzlichen Hülse kompakt und kleinbauend, da er wenige und einfache
Bauteile enthält.
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So besteht das Rückströmventil aus einem einzigen Bauteil, das sich
zudem der Nebenbohrung genau anpaßt. Wede die Nebenbohrung, noch andere Bauteile
müssen in ihren Abmessungen eng toleriert sein, Dies vereinfacht die Herstellung.
Die Bearbeitung von Laufflächen in der Nebenbohrung entfällt.
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Besonders einfach ist eine Ausbildung bei der der Stützkörper mit
dem Endstück verschraubt ist. Hierbei kann die Einstellung des Umschaltdrucks durch
einfaches Verdrehen des Stützkörpers erfolgen.
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Der Stützkörper kann als Überwurfmutter ausgebildet sein.
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Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß das Endstück der Hülse an einem
Hauptteil der Hülse angekuppelt ist und mit einem radial nach innen ragenden Bund
eine die Dichtung des Kolbenschafts aufnehmende Ringnut der Hülse begrenzt.
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Sodann kann in den radial inneren Raumteil des Auslaßraums ein Anschlagring
für den Kolben geschraubt sein.
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Dieser Anschlagring verhindert zum einen ein Herausfallen des Kolbens
aus der Hülse und stellt zum anderen bei geringem Materialaufwand einen Durchgang
zwischen dem Einlaßraum und dem Ausgang des Druckreglers in beiden Richtungen sicher.
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Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der
Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen: Fig.
1 eine Seitenansicht eines erfindungagemäßen Druckgebers für die Bremsanlage eines
Kraftfahrzeugs und Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen im Gebergehäuse integrierten
Druckregler.
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Der dargestellte Druckgeber besteht aus einem Tandem-Geberzylinder
1 (auch Tandem-Hauptzylinder genannt) mit integriertem Druckregler 2 für eine Bremsanlage
eines Kraftfahrzeugs mit zwei Vorderrädern 3 und zwei Hinter-
rädern
4. Der Tandem-Geberzylinder 1 enthält zwei hintereinander angeordnete (nicht dargestellte)
Druckkolben in einer sich in Längsrichtung des Gebergehäuses 5 erstreckenden Hauptbohrung
6 (Fig. 2). Diese Druckkolben werden gemeinsam durch ein Bremspedal 7 über eine
Kolbenstange 8 betätigt, Das Druckfluid wird aus einem nur teilweise dargestellten
Vorratsbehälter zugefuhrt.
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Der in dem einen Druckraum des Geberzylinders 1 erzeugte Druck wird
unverändert Bremszylindern 10a der Vorderräder 3 und der in dem anderen Druckraum
des Geberzylinders 1 erzeugte Druck Bremszylindern 10 der Hinterräder 4 zunächst
unverändert und bei Uberschreitung eines vorbestimmten Drucks, des sogenannten Umschaltdrucks,
in einem vorbestimmten Verhältnis untersetzt zugeführt.
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Die Untersetzung des Drucks und Konstanthaltung des vorbestimmten
Verhältnisses wird durch den Druckregler 2 bewirkt. Sie verhindert ein frühzeitiges
Blockieren der Hinterräder aufgrund einer dynamischen Achslastverlagerung.
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Fig. 2 zeigt den Aufbau des Druckreglers 2 ausführlicher.
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Der Druckregler 2 ist in einer abgestuften Nebenbohrung 9 des Gebergehäuses
2 angeordnet, die quer zur Hauptbohrung 6 verläuft, so daß der eine durch die Hauptbohrung
6 begrenzte Druckraum des Geberzylinders 1 über eine Öffnung 11 mit einem Einlaßraum
12 des Druckreglers verbunden ist. In die Nebenbohrung 9 ist eine Hülse 13 eingeschraubt,
die einen Hauptteil 13a und ein axial inneres Endstück 13b aufweist. Der Hauptteil
13a ist zu diesem Zweck mit Außengewinue 14 und die Nebenbohrtng 9 mit Innengewinde
15 versehen. Die Hülse 13 unterteilt mit ihrem Hauptteil 13a den Einlaßraum 12 in
einen radial äußeren Raumteil 12a und einen radial inneren Raumteil 12b, die durch
wenigstens eine radiale Bohrung 16 in der Hülse 13 verbunden sind.
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Ferner unterteilt die Hülse 13 mit ihrem Hauptteil 13a einen, durch
die Nebenbohrung 9 begrenzten Auslaßraum 17 in einen radial äußeren Raumteil 17a
und einen radial inneren Raumteil 17b, die durch wenigstens eine radiale Bohrung
18 in der Hülse 13 verbunden sind.
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Zwischen den Bohrungen 16 und 18 ist in der Hülse 13 ein Hauptventil
mit einem Ventilsitz 19 und einem als Verschlußstück dienenden Kolben 20 ausgebildet.
Der Kolben liegt mit radialem Spiel im Auslaßraum 17 bzw.
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Raumteil 17b. Der Kolben ist einteilig mit einem Schaft 21 ausgebildet.
Der Kolbenschaft ist gegen die Innenseite der Hülse 13 durch eine Dichtung 22 in
Form eines elastischen Rings mit Dichtlippen abgedichtet. Im übrigen ist der Kolbenschaft
mit radialem Spiel durch die Hülse 13 hindurchgeführt. Der Kolbenschaft 21 stützt
sich über eine Scheibe 23 und eine Feder 24 an der Innenseite der durchbrochenen
Stirnwand einer als Stützkörper dienenden Überwurfmutter 25 aus Kunststoff ab.
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Die Überwurfmutter 25 ist auf das Endstück 13b geschraubt und dient
zur Einstellung der Vorspannungskraft der Feder 24 und damit des vorbestimmten Drucks,
bei dem das Hauptventil 19, 20 umschaltet.
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Das Endstück 13b ist am Hauptteil 13a der Hülse 13 durch Umbördelung
des axial inneren Endes 26 des Hauptteils 13a um einen radial nach außen ragenden
Flansch 27 des Endstücks 13b befestigt. Das Endstück 13b hat einen radial inneren
Bund 28, der eine die Dichtung 22 aufnehmende Ringnut 30 im Hauptteil 13b stirnseitig
begrenzt. Diese zweiteilige Ausbildung der Hülse 13 ermöglicht einen einfachen Einbau
der Dichtung 22.
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Eine weitere Dichtung 31 in Form eines elastischen Dichtrings dichtet
den Hauptteil 13a zwischen dem Raumteil 12a und einem axial inneren Raum 32 gegen
die Nebenbohrung 9 ab. Der Raum 32 ist über eine
nicht dargestellte
Belüftungsöffnung mit dem Freien verbunden.
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Die Kante einer Stufe in der Nebenbohrung 9 zwischen dem radial äußeren
Raumteil 17a und der Eingangsöffnung der Nebenbohrung 9 wirkt mit einer abgeschrägten
Stufenkante der Hülse 13 als weitere Dichtung 33 zusammen.
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Auch zwischen den radial äußeren Raumteilen 12a und 17a ist die Hülse
13 durch einen elastischen Dichtring 34 mit einer Dichtlippe 35 gegen die Nebenbohrung
9 abgedichtet, so daß die Nebenbohrung in die beiden Räume 12 und 17 unterteilt
wird. Dabei bildet die Dichtlippe 35 ein zum Hauptventil 19, 20 funktionsmäßig parallel
liegendes Rückströmventil. Der Dichtring 34 ist in einer Ringnut 36 des Hauptteils
13a der Hülse 13 angeordnet.
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Sodann ist ein ein Außengewinde aufweisender Anschlußring 37 mit Dichtkonus
und Innensechskant, der zusätzlich eine Axialsicherung des Kolbens 20 bewirkt, in
einen den auslaßseitigen Raumteil 17b begrenzenden, mit Innengewinde versehenen
Bohrungsabschnitt 38 der Hülse 13 geschraubt.
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Wenn das Bremspedal 7 betätigt wird und sich demzufolge der Druck
im Einlaßraum 12 erhöht, steigt auch der Druck im Auslaßraum 17. Die Pfeile 39 und
40 kennzeichnen hierbei die Strömungsrichtung des Druckfluids. Bei Erreichen des
vorbestimmten Umschaltdrucks im Auslaßraum 17 überschreitet die in Fig. 2 nach rechts
auf den Kolben 20 wirkende Druckkraft die gegenkraft der Feder 24. Daraufhin bewegt
sich der Kolben in SctlXießrichtung des Hauptventils, bis sich bei weiterer Steigerung
des Drucks im Einlaßraum 12 eine so hohe Gegenkraft in Öffnungsrichtung aufgebaut
hat, dab der Kolben 20 eine mittlere Drosselutellung einnimmt. Dadurch
bewirkt
das Hauptventil 19, 20 eine Untersetzung des Drucks im Auslaßraum 17 im Verhältnis
zum Druck im Einlaßraum 12. Die Hinterrad-Bremszylinder 10 werden daher mit geringerem
Druck als die Vorderrad-Bremszylinder 9 betätigt.
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Sobald das Bremspedal 7 entlastet wird, sinkt der Druck im Einlaßraum
12, so daß das Hauptventil geschlossen und der Druck im Auslaßraum 17 über das Rückströmventil
35 abgebaut wird.
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Die Ausbildung des Druckreglers hat den Vorteil, daß er getrennt vom
Geberzylinder hergestellt, eingestellt und geprüft oder nur geprüft und gegebenenfalls
nachgestellt werden kann, bevor er in die Nebenbohrung 9 des Gebergehäuses 5 eingeschraubt
und auf diese Weise mit dem Geberzylinder 1 integriert wird. Die getrennte Einstellung
und Prüfung ist sowohl durch einen Hydraulikdruckaufbau in einem eigens hierfür
vorgesehenen Prüfgehäuse mit einer Bohrung, die der Nebenbohrung 9 entspricht, als
auch durch mechanisches Aufbringen einer Kraft auf den Kolben 20 möglich. Hierzu
braucht lediglich ein Kraft-Weg-Diagramm aufgestellt zu werden, aus dem die zum
Schließen des Hauptventils erforderliche Kraft entnommen werden kann. In Abhängigkeit
von der ermittelten Schließkraft ist die als Einstelleinrichtung für die Federkraft
dienende Uberwurfmutter 25 zu betätigen. Im Vergleich zu einem unmittelbar in der
Nebenbohrung 9 gelagerten Steuerkolben entfallen Laufflächen und deren Bearbeitung
im Gebergehäuse 5. Die Dichtung 35 hat zusätzlich die Funktion-eines Ventils.
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Ein zusätzliches Ventil entfällt daher. Weiterhin kommt man im gesamten
Druckregler 2 mit einer einzigen dynamischen Dichtung 22 und nur einer Feder 24
aus.
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Der Druckregler 2 hat nur wenige, zudem einfache Einzelteile. Er ist
sehr kleinbauend und ferner raumsparend unmittelbar im Gehäuse des Geberzylinders
1 untergebracht.
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Die Nebenbohrung 9 bracht nicht quer zur Hauptbohrung 6 zu verlaufen,
sondern kann auch parallel zu dieser liegen und durch einen radialen Kanal mit dieser
verbunden sein.