DE2726640A1

DE2726640A1 - Pneumatisch-hydraulische bremseinrichtung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2726640A1
Application number: DE19772726640
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing Grad Leiber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-06-14
Filing date: 1977-06-14
Publication date: 1978-12-21
Also published as: FR2401046A1; US4192557A; SE437358B; SE7806137L; FR2401046B1

Description

Stand der Technik (5

Die Erfindung geht aus von einer Bremsvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bremssysteme mit dem Übertragungsmedium Druckluft sind sehr verbreitet. Bei diesen Systemen wird meist ein mehrkreisiges Bremsventil vom Bremspedal betätigt. Der pedalkraftproportionale Druck wird auf sog. Verstärker oder Vorspannzylinder geleitet. Es ist üblich, einen Vorspannzylinder pro Bremskreis oder auch pro Achse zu verwenden. Eine solche Anordnung besteht z.B. aus zwei Bremsventilen und zwei Vorspannzylindern und kann zu einem Gerät kombiniert werden. Bei einem Zweikreisbremsgerät sind die hydraulisch- und die druckluftbetätigten Kolben in sog. Tandemanordnung hintereinander geschaltet.

Bei diesen Systemen werden auch Blockierschutzeinrichtungen eingesetzt. Bei Systemen mit sog. aufgelöster Bauweise, bei der Bremsventil und Vorspannzylinder räumlich nicht zusammengefaßt sind, wird für jeden Regelkanal ein Vorspannzylinder verwendet. In der Verbindungsleitung zum Bremsventil wird das Blockierschutz-Stellglied eingesetzt. Über dieses von einer Elektronik angesteuerte Stellglied wird der Druck im Vorspannzylinder geregelt. Das entsprechende Druckniveau im hydraulischen Bremskreis entspricht der Druckübersetzung.

Die beschriebenen Lösungswege stellen unter Berücksichtigung des Zusatzaufwandes für Blockierschutz einen nicht unerheblichen gerätetechnischen Aufwand dar. Die Vorspannzylinderkombination muß entsprechend groß dimensioniert werden, damit auch bei schlecht eingestellten Bremsen ein entsprechender Bremsdruck zustande kommt. Diese Systeme sind nachteilig, wenn der entsprechende Bremskreis schlecht entlüftet ist. In diesem Fall entsteht meistens nicht mehr der volle Bremsdruck. Ohne zusätzliche Warneinrichtung wird dem Fahrer die Beeinträchtigung der Funktion nicht gemeldet.

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Da sich die meisten Bremsungen im Teilbremsgebiet abspielen, wird die Fehlfunktion erst bei einer Vollbremsung durch die geringere Bremswirkung bemerkt, was dann oft eine gefährliche Situation darstellen kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein schlecht entlüfteter oder durch Dampfblasen wirkungsloser Bremskreis sofort wieder in Wirkung zu bringen ist.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß pro Fahrzeugachse oder pro Bremsgruppe nur ein einziger Modulator notwendig ist.

Desweiteren ist es von Vorteil, daß die Anordnung auch als Hochdruck-Luftpumpe arbeiten kann, um bei Ausfall der Hydraulik mit erhöhtem Luftdruck bremsen zu können.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine zum Stand der Technik zu zählende Ausführung einer kombinierten Bauweise, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ausführung mit aufgelöster Bauweise, Fig. 3 ein beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. verwendeter Druckmodulator im Schnitt, Fig. 4 eine Kombination von zwei Druckmodulatoren im Schnitt, Fig. 5 eine aufgelöste Bauweise mit einem Mehrstellungsventil und Fig. 6 eine weitere Kombinationsmöglichkeit.

Beschreibung der Erfindung

Eine in der Fig. 1 dargestellte Fremdkraft-Bremsvorrichtung hat ein Bremspedal 15, das einen hydraulisch-pneumatischen Verstärker 1 mit einem über zwei Vorratsleitungen 2 und 3

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ORIGINAL INSPECTED

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versorgten Luftzylinder ¹J und einen hydraulischen Tandem-Hauptzylinder 5 zum Versorgen zweier Bremskreise I und II betätigen kann. Von den Luft-Vorratsleitungen 2 und 3 gehen zwei Luftleitungen 6 bzw. 7 zu je einem Druckmudolator 8 bzw. 9, von denen der eine dem Bremskreis I und der andere dem Bremskreis II zugeordnet ist. Außerdem sind zwei Hydraulikleitungen 10 und 11 von dem Tandem-Hauptzylinder 5 zu den Druckmudolatoren 8 und 9 geführt.

Die beiden Druckmodulatoren 8 und 9 sind für eine Vorderachsbremse und eine Hinterachsbremse oder mehrerer Bremsen bei Doppel- oder Vielfachachsen verschieden ausgebildet, weil die Bremse der Vorderachse 12 entsprechend der Anordnung von zwei Sensoren 13 und 14 für jedes Rad einen mit unterschiedlichen Drücken beschickbaren Bremszylinder hat, die Hinterachse 16 entsprechend der Anordnung von nur einem Sensor 17, jedoch zwei Bremszylinder aufweist, die mit dem gleichen Druck versorgt werden. Man spricht in einem solchen Fall von 2-Kanal-Steuerung für die Vorderachs- und 1-Kanal-Steuerung für die Hinterachse. Die Hinterachse kann jedoch auch nach dem Beispiel der Vorderachse individuell geregelt werden. Eine solche Bauart ist zum Stand der Technik zu zählen.

Die Fig. 2 zeigt nun eine ähnliche Ausführung wie die Fig. 1, jedoch mit der erfindungsgemäßen Einrichtung bei einer aufgelösten Bremse.

Ein pneumatisches Zweikreis-Bremsventil 20 versorgt zwei Modulatoren 21 und 22 mit Druckluft. Jeder Modulator 21 bzw. 22 hat z.B. ein 3/2-Wege-Magnetventil 23 bzw. 2k für die Druckluft und je einen hydraulischen Nachfüllbehälter 25 bzw. 26. Der Modulator 21 hat außerdem zwei 2/2-Wege-Magnetventile und 28 für eine 2-Kanal-Steuerung, und der Modulator 22 hat ein 2/2-Wege-Magnetventil 29 für eine 1-Kanal-Steuerung. Die übrigen Bezugszahlen sind der Darstellung nach der Fig. 1 entnommen.

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Der Druckmodulator 21 für die Vorderachs-2-Kanal-Steuerung ist in der Fig. 3 im Schnitt dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Vorratsleitung 6 zu dem 3/2-Wege-Magnetventil 23 führt, das die Druckluftversorgung einer Druckkammer 30 im Modulator 21 überwacht. Die Druckkammer 30 wird von einem Modulatorkolben 31 begrenzt, der auf seiner anderen Seite eine Außenluftkammer 32 abschließt. In dieser Kammer 32 befindet sich eine Rückstellfeder 33 für den Kolben 31 und - an einer Endwand 34 - ein Endschalter 35.

Eine mit dem Modulatorkolben 31 verbundene Kolbenstange 36 ist in ihrem vorderen Teil 37 als Hydraulikkolben ausgebildet, der eine Hydraulikkammer 38 begrenzt. Diese Kammer 38 ist einerseits an den Nachfüllbehälter 25 und andererseits an zwei parallel nebeneinander liegende 2/2-Wege-Magnetventil 39 und 40 angeschlossen. Die Hydraulikkammer 38 hat ein kleines Totvolumen in der bremsbetätigenden Endlage des Kolbens 37· Außerdem sind die Leitungen von dort zu den Ventilen 39 und 40 sehr kurz.

Der Hydraulikkolben 37 ist axial aufgebohrt und nimmt eine Feder 41 und einen Stößel 42 auf, der an seinem anderen Ende einen Schließkörper 43 für ein Ventil 43/44 trägt, dessen Ventilsitz 44 an der Ausmündung einer Verbirtdungsleitung zu dem Nachfüllbehälter 25 angeordnet ist. Die Magnete der Magnetventile 23, 39 und 40 sind mit den Sensoren'13 und 14 über ein elektronisches Steuergerät elektrisch verbunden (Fig. 2).

Wirkungsweise

Beim Bremsen läßt das 3/2-Wege-Magnetventil 23 die Druckluft vom Bremsventil 20 in die Druckkammer 30 gelangen. Der Modulatorkolben 31 wird gegen die Kraft der Feder 33 bewegt, das Ventil 43/44 zum Nachfüllbehälter 25 schließt, und es gelangt hydraulisches Druckmittel über die beiden 2/2-Wege-Magnetventile 39 und 40 zu den Vorderachsbremszylindern.

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3 9 G

Wenn die Vorderrad-Bremsen blockieren, werden die drei Magnetventile 23, 39, 40 im Sinne eines Blockierschutzes mit Hilfe der elektronischen Schalteinrichtung/-umgeschaltet . Durch die 2-Kanal-Steuerung kann jeder Bremszylinder der Vorderachse 12 getrennt geregelt werden. Auf diese Weise wird für die individuelle Regelung der Räder der Achse 12 nur ein Vorspannzylinder 21 benötigt.

Wenn sich im Bremskreis I Dampfblasen bilden, wandert der Modulatorkolben 31 bis zur Endwand 34 und betätigt den Endschalter 35. Dieser Schalter 34 wird zur Betätigung einer Warnanzeige umgeschaltet. Außerdem wird der Schalter 35 in Verbindung mit der elektronischen Schalteinrichtung dazu verwendet, einen defekten hydraulischen Bremskreis nachzufüllen.

Für diesen Vorgang werden die beiden Elektromagnetventile 39 und 40 im Hydraulikkreis auf Haltefunktion geschaltet und das in der Druckluftleitung befindliche 3/2-Wege-Magnetventil 23 auf Druckabbau. Dies hat zur Folge, daß die Rückstellfeder 33 den Kolben 31 zurückbewegt. Nach Freigabe der Schnüffelbohrung wird Bremsflüssigkeit angesaugt. Eine erneute Druckbeaufschlagung des Druckluftkolben 31 hat zur Folge, daß der Kolben sich bewegt und Hydraulik in den Bremskreis nachgefördert werden kann. In diesem Fall sind dann die Magentventile 39 und 40 im Hydraulikkreis wieder geöffnet. Im Grenzfall, wenn z.B. keine Bremsflüssigkeit mehr im Flüssigkeitsbehälter ist, kann diese Anordnung aufgrund der kleinen Totvolumen sogar als Hochdruckdruckluftpumpe arbeiten. Diese Pumpwirkung ist möglich, weil beim Zurückgehen des Bremspedals die 2/2-Magnetventile die Bremsleitungen zu den Bremszylindern abgeschlossen haben. Der Totraum zwischen Hauptbremszylinderkolben in Endlage und den Schaltventilen muß dabei klein sein, um ein entsprechendes Druckniveau zu erreichen.

Ähnlich arbeitet auch der Modulator 22 der Hinterachse 16, der ebenfalls an das elektronische Steuergerät

80 angeschlossen ist. 80985 1/03 43

-T-

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Die Fig. 4 zeigt eine Bremsvorrichtung, bei der ein Bremsventil 50 mit zwei Vorspann-Druckmodulatoren 51 und 52 und Blockierschutz-Luft- bzw. Hydraulikventilen 53, 54, 55, 56 und 57 räumlich zu einer konstruktiven Einheit kombiniert ist. Beim Vorspann-Druckmodulator 51 wird zur Druckabsenkung der auf der Vorderseite des Druckluftkolbens befindliche Druck auf die Rückseite geschaltet. Im anderen Druck-Modulator 52 wird zur Druckabsenkung in herkömmlicher Weise die Druckluft ins Freie abgelassen. Beide Vorspann-Druckmodulatoren 51 und 52 besitzen einen Endschalter 58 bzw. 59· Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist ähnlich der bereits beschriebenen.

Die Fig. 5 zeigt dieselbe prinzipielle Anordnung in aufgelöster Bauweise. Nach diesem Vorschlag ist nur eine Einheit bestehend aus Bremsventil 60, Vorspann-Druckmodulator-6l und Blockierschutz-Luft- bzw. Hydraulikventilen 62 und 63 räumlich kombiniert. Es ist naheliegend, daß diese Einheit die Druckversorgung für die Vorderachse liefert, im Gegensatz zur weiterentfernten Hinterachse. Wenn der Abstand sehr groß ist, was eine entsprechend große hydraulische Leitungslänge zur Folge hat, sind die Drosselwiderstände in der hydraulischen Leitung zu groß, was im Falle der Blockierschutz-Funktion einen verzögerten Druckverlauf zur Folge hat. Diese regelungstechnischen Nachteile werden eliminiert, indem eine 2. Kombinationen Achsnähe angebracht wird. Als Blockierschutzventile sind denkbar eine Kombination von Druckluftventil zur Regelung der Druckluft auf der Primärseite und im Hydraulikkreis die Anwendung von Zwei- oder Mehrstellungsventilen, wie eines mit der Bezugszahl 64 dargestellt ist. Bei diesem Mehrstellungsventil wird z.B. ein Längsschieber mit einem druckluftbetätigten Stellkolben in eine entsprechende Position eingeregelt. Zur Betätigung wird ein 3/3-Ventil 65 von der Elektronik geschaltet; das Positionssignal für die Stellungsregelung liefert ein Positionsgeber 66.

- 8 * mit einem Vorspann-Druckmodulator 61'

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- r- 39 e 2

Pig. 6 sieht eine weitere Kombinationsmöglichkeit vor in der Verwendung von zwei magnetbetätigten Dreistellungs-Luft- bzw. Hydraulikventilen 67 und 68 mit 6 Anschlüssen, welche Vorsteuerventile darstellen und Hauptventile 69 und 70 ansteuern sowohl im Druckluft-als auch Hydraulikkreis. Um die eingangs beschriebene Schaltung zur Nachfüllung des Hydraulikkreises anzuwenden, ist als Hauptventil 70 ein Doppelventil erforderlich, welches anspricht, wenn sich beide Vorsteuerventile 67 und 68 in Schaltstellung 3 befinden, über diese Schaltstellung wird das Doppel-Hauptventil 69 im Hydraulikkreis auf Schließ-Stellung geschaltet.

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-JA-

L e e r s e i t e

Claims

R. 39 6 2

25.5.1977 He/Do

Robert Bosch GmbH, Stuttgart

Ansprüche

1.)Pneumatisch-hydraulische Bremsvorrichtung für Fahrzeuge mit mindestens einem pneumatisch-hydraulischen Druckmodulator zum Versorgen einer Gruppe von hydraulischen Radzylindern, sowie mit einem fußbetätigten Bremsventil zum Einsteuern von Betätigungsluft in den Druckmodulator sowie mit einer Blockierschutzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß für die Blockierschutz-Druckmodulation auf der Luftseite mindestens ein Mehrwege-Luftventil (23, 53, 54, 62, 69) und auf der Hydraulikseite zumindest ein Hydraulikventile ^{(27i 28j 39>} ^⁰' ⁵⁵» ⁵⁶» ⁵⁷» ^{63) verwendet sind}·

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftventil ein 3/2-Wege-Magnetventil (23) und als Hydraulikventile zwei 2/2-Wege-Magnetventile (39*40) sind (Fig. 2 und 3)·

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckmodulator oder Hauptzylinder (21, 51, 52) ein Endschalter (35, 58, 59) angeordnet ist, der nahe der Vollbremsstellung eines Luftkolbens im Modulator (21, 51, ₅₂) betätigbar ist. 8098 51/03*3

- 2 ORIGINAL INSPECTED

- ² - 3 9 0^

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Endschalter (35, 58, 59) sowohl mit einer Warnlampe als auch mit den beiden Hydraulikventilen (27, 28, 39, 40) mit einem elektronischen Steuergerät (80) verbunden sind.

5. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrwegeventile (23, 39, 40) in den pneumatisch-hydraulischen Modulator(21) integriert sind und dieser getrennt vom Bremsventil (20) angeordnet ist.

61 Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderachsmodulator (6l) mit dem Bremsventil (60) integriert ist und der Modulator (6l^f) für die andere Achse oder Achsen getrennt angeordnet ist (Fig. 5).

7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (64) zu einem Mehrstellungs-Ventilblock zusammengefaßt sind.

8i Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfüllung eines defekten Bremskreises (1,11) durch den Endschalter (35,58,59) einschal tbar ist.

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"³^ 3 9 6

9. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hydraulikkammer (38) im Druckmodulator (21, 22) am Ende des Bremsbetätigungshubes ein kleines Totvolumen aufweist.

10. Bremsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen von der Hydraulikkammer (38) zu den Ventilen (39, ²^O) kurz sind.

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