DE3533255A1 - Fremdenergiegespeiste bremsschlupfregelanlage eines hydraulischen fahrzeugbremssystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage eines hydraulischen Fahrzeugbremssystems, mit einer bremspedalbetätigbaren Hauptzylinderanordnung mit Hauptzylinderkolben und zugeordneter Vorkammer, die eine Nachlaufbohrung aufweist und mit einer Einspeisung von Fremdenergie in den Arbeitsraum des Hauptzylinders, wobei auf der Sekundärseite des Hauptzylinderkolbens mindestens ein zwischen Anschlägen axial verschiebliche, gegen die Bohrung im Hauptzylindergehäuse abgedichtete Positionierungshülse vorgesehen ist, die einen größeren Außendurchmesser als der Hauptzylinderkolben aufweist und durch den Schaft oder die Betätigungsstange des Hauptzylinderkolbens abgedichtet zentrisch geführt ist, wobei bei einer Betätigung des Bremspedals und einer im Regelfall erfolgenden Fremdenergiebeaufschlagung der Sekundärseite des Hauptzylinderkolbens der Hauptzylinderkolben in eine definierte Stellung gebracht wird.

Bei einer fremdenergiegespeisten Bremsschlupfregelanlage eines hydraulischen Fahrzeugbremssystems (Bremsanlage mit Blockierregelung) der vorgenannten, aus DE-OS 24 43 545 bekannten Bauart ist die Hauptzylinderanordnung mit einem Tandemhauptzylinder ausgebildet, deren pedalnaher (Stufen-) Kolben eine Kolbenstange mit einem pedalseitigen einstückigen Umfangsflansch aufweist, wobei der Außendurchmesser des Umfangsflansches größer ist als der Außendurchmesser des zugehörigen Hauptzylinderkolbens. Zwischen einer dem Tandemhauptzylinder vorgelagerten bremspedalbetätigbaren Bremsventilanordnung zur Einspeisung von Fremdenergie und dem Umfangsflansch befindet sich eine Wegfeder, die bei einer Bremsbetätigung einer Bedienungsperson ein gutes Bremsgefühl vermittelt. Im Normalfall einer Bremsung wird die Fremdenergie durch das Bremsventil der Bremsventilanordnung der Vorkammern des Tandemhauptzylinders und von dort der Sekundärseite der Hauptzylinderkolben zugeleitet. Der einen größeren Durchmesser als der Hauptzylinderkolben aufweisende Umfangsflansch mit äußerer Gehäuseabdichtung sorgt bei Fremdenergiebeaufschlagung dafür, daß bei Normalbetrieb beide Hauptzylinderkolben in ihrer Ausgangsstellung gehalten werde, wobei der Umfangsflansch gegen einen pedalnahen gehäusefesten Axialanschlag anstößt. Das der Sekundärseite zugeleitete hydraulische Druckmittel gelangt durch axiale Füllbohrungen am Hauptzylinderkolben zu den Arbeitsräumen des Zylinders und von dort unter dynamischer Ansteuerung zu zugeordneten Radbremszylindern. Fällt das Fremdenergieversorgungssystem aus, wird der Umfangsflansch des pedalnahen Hauptzylinderkolbens nicht mehr an seinem gehäusefesten Axialanschlag gehalten, so daß sich beide Hauptzylinderkolben insgesamt in Arbeitsrichtung bewegen können, wobei dann der Hauptzylinder Normalfunktion ausübt und die Radbremszylinder statisch ansteuert. Nachteilig bei der bekannten Anordnung ist der komplizierte Aufbau des pedalnahen Hauptzylinderkolbens mit erweitertem pedalseitigen Umfangsflansch größeren Durchmessers. Da der Kolben bei Normalbetrieb in seiner Ausgangslage arretiert wird, müssen Mittel in Form einer Wegfeder vorgesehen sein, die der Bedienungsperson ein gutes Bremsgefühl vermitteln. Die Bremsventilanordnung selbst ist hierfür an sich ungeeignet. Da der Hauptzylinderkolben bei Normalbetrieb feststeht (und keine Normalfunktion ausübt), ist bei Normalbetrieb der Bremse nicht zu erkennen, ob dieser nicht etwa schadhafte Stellen besitzt (z. B. etwaige Undichtigkeiten im Bereich der Manschettenabdichtung).

Weiterhin ist ein Fahrzeugbremssystem des in Frage stehenden Typs bekannt (P 30 40 562.0), bei der auf der Sekundärseite des Hauptzylinderkolbens ein gegen einen gehäusefesten Axialanschlag axial verschieblicher gegen das Hauptzylindergehäuse abgedichteter Positionierungskolben vorgesehen ist, der einen größeren Außendurchmesser als der Hauptzylinderkolben aufweist und durch den die Hauptzylinderkolbenstange abgedichtet zentrisch geführt ist, wobei bei einer Betätigung des Bremspedals und einer im Regelfall erfolgenden Fremdenergiebeaufschlagung der Sekundärseite des Hauptzylinderkolbens das pedalnahe erweiterte Umfangsende der Hauptzylinderkolbenstange oder ein Umfangsvorsprung eines Drosselventils einer gegebenenfalls vorgelagerten Drosselventilanordnung mit einer zugeordneten pedalnahen Umfangskante des Positionierungskolbens derart in Eingriff bringbar ist, daß bei einer geregelten Bremsung der Hauptzylinderkolben in eine definerte Stellung gebracht wird.

Dieses bekannte Fahrzeugbremssystem hat jedoch den Nachteil, daß im Regelfalle die Gefahr besteht, daß bei Niedrigreibwertbremsung das Bremspedal so weit in Richtung auf den Bremszylinder zu verschoben wird, bis der Verstärkerkolben an der Positionierungshülse anliegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekanne Positonierungseinrichtung so zu verbessern, daß während des Regelfalles auch in extremen Fällen sichergestellt ist, daß das Bremspedal eine genau vorher bestimmte Stellung einnimmt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen dem pedalseitigen Ende der Postionierungshülse und der die Hauptzylinderanordnung von einem hydraulischen Bremskraftverstärker abtrennenden Stufe des Bremsdruckgebers eine Wellfeder angeordnet ist, gegen die die Positionierungshülse im Regelfalle gedrückt wird, wobei die Wellfeder eine zwischen dem Hauptzylinderkolben und dem vor der Stufe umschlossenen Verstärkerkolben vorgesehene Zwischenkammer druckdicht abschließt.

Vorzugsweise ist eine in der Bohrung der Hauptzylinderanordnung angeordnete Feder vorgesehen, die die Positionierungshülse in Richtung auf das Bremspedal zu beaufschlagt und diese in der Bremslösestellung gegen die Wellfeder drückt, wobei zwischen der pedalseitigen Stirnfläche der Positionierungshülse oder einer mit dieser fest verbundenen Buchse und der Seitenfläche der entspannten Wellfeder radial verlaufende Öffnungen oder Spalte vorgesehen sind, die eine Druckmittelverbindung zwischen der Zwischenkammer und einem Anschluß in der Wand des Hauptzylindrs, der an eine Rücklaufleitung angeschlossen ist, herstellen.

Mit Vorteil ist ein sich in der Bohrung für die Positionierhülse radial nach innen zu erstreckende ortsfeste Kragen oder Ring zur Halterung und Führung der Positionierhülse vorgesehen, wobei die Positionierhülse an ihrem hauptzylinderseitigen Ende ein flanschförmiges, sich radial nach außen zu erstreckendes Kopfteil aufweist, das zusammen mit dem Ring und der Bohrung einen Ringspalt einschließt, der über eine Drosselbohrung mit der Ring- oder Vorkammer verbunden ist, wobei mit dem Kopfteil eine Lippendichtung zusammenwirkt, die ein Einströmen von Druckmittel in den Ringspalt gestattet.

Insbesondere aus Gründen der besseren Montage ist der bremspedalseitige Teil der Positionierhülse fest mit einer Buchse verbunden, dessen der Wellfeder zugekehrtes Ende mit einem sich radial nach außen zu erstreckenden Kragen versehen ist, an dem sich das eine Ende der Feder abstützt, deren anderes Ende am Ring anliegt. Die Wellfeder umgreift dabei den Verstärkerkolben ringförmig und liegt mit ihrer radial äußeren Umfangsfläche an der Bohrung für die Positionierhülse an.

Die zwischen dem zylindrischen Teil der Positionierhülse, der Bohrung, dem Ring und dem Kragen gebildete Ringkammer steht mit dem Anschluß der Rücklaufleitung in Verbindung, so daß sichergestellt ist, daß der Zwischenraum stets mit Druckmittel gefüllt ist. Um in der Bremslösestellung ein rasches Einströmen von Druckmittel in den Zwischenraum zu ermöglichen, ist zwischen der raial äußeren Kante des Kragens der Positionierhülse oder Buchse und der Bohrung ein Spalt für den Durchtritt des Druckmittels angeordnet.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Abbildung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung hervor.

Nach der Abbildung besteht die erfindungsgemäße Bremsanlage im wesentlichen aus einem pedalbetätigten langgestreckten hydraulischen Bremsdruckgeber, der in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist, aus einer Hilfsdruckquelle 2, einem Vorrats- und Druckausgleichsbehälter 3 und aus elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegeventilen 4-6, über die die Radbremsen bzw. Vorder- und Hinterräder in drei hydraulisch getrennten Bremskreisen angeschlossen sind. Die Ventile 4-6 sind normalerweise, d. h. solange sie nicht erregt sind, auf Durchlaß geschaltet. Ferner ist eine von den Vorder- und von den Hinterrädern zu dem Ausgleichsbehälter 3 führende Rücklaufleitung 10 vorhanden, die jedoch mit Hilfe von drei weiteren 2/2-Wegeventilen 7-9 von den Radbremszylindern abgetrennt ist, solange die Ventile 7-9 nicht erregt sind.

Der Bremsdruckgeber 1 setzt sich wiederum aus einem hydraulischen Bremskraftverstärker 11 und aus einer Hauptzylinderanordnung 12 sowie aus einer Positionierungseinrichtung 13 zusammen.

An den Bremskraftverstärker 11 ist ein Bremskreis, nämlich der Hinterrad-Bremskreis 14, direkt angeschlossen, während die beiden Arbeitsräume 15 und 16 der Hauptzylinderanordnung 12, die hier als Tandem-Hauptzylinder ausgebildet ist, über separate Bremskreise 17 und 18 jeweils mit einem Vorderrad verbunden sind. Die beiden Hauptzylinderkreise einer derartigen Anordnung werden als statische Druckmittelkreise, der Hinterachskreis als dynamischer Druckmittelkreis bezeichnet, weil in diesem Kreis 14 der Druck von der Stellung eines über ein Gestänge 25 pedalbetätigten Regelventiles 19 bestimmt wird, welches je nach Verschiebung eines Ventilkolbens 20 mehr oder weniger Druck aus der Hilfsenergiequelle 2 in den Verstärkerraum 21 und von dort in den Bremskreis 14 einströmen läßt.

Der bei Betätigung eines Bremspedales 22 im Verstärkerraum 21 augebaute bzw. durch das Regelventil 19 eingesteuerte Druck wirkt gleichzeitig auf die Kolben 23, 24 der Hauptzylinderanordnung 12 und führt, wie ohne weiteres verständlich ist, zum Aufbau von Bremsdruck in den Arbeitsräumen 15 und 16 der beiden statischen Bremskreise 17, 18, die zu den Vorderrädern führen. In zwei Vorkammern 26, 43 der Hauptzylinderanordnung 12 herrscht zunächst noch Atmosphärendruck, weil diese Kammern über ein sogenanntes Hauptventil 27 in der Ruhestellung, in der das Ventil nicht erregt ist, mit dem Druckausgleichsbehälter 3 in Verbindung stehen.

An jedem Rad des mit der erfindungsgemäßen Bremsanlage ausgerüsteten Fahrzeugs befindet sich ein Sensor 28, 29, 30, 31, der z. B. als induktiver Meßwertaufnehmer ausgebildet ist und der Informationen über das Raddrehverhalten in einen elektronischen Regler einspeist. Dieser Regler enthält u. a. eine elektronische Verknüpfungslogik in Form von festverdrahteten oder programmierbaren Schaltkreisen, wie Microprozessoren, und erzeugt nach Auswertung der Sensorsignale Steuerbefehle, die nicht gezeigte Signalleitungen zu den entsprechenden Magnetventilen 4-9 und 27 weitergeleitet werden.

Beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung wird das Hauptventil 27 umgeschaltet. Dadurch wird ein von dem Verstärkerraum 21 in die Vorkammer 26, 43 führender Druckmittelweg 32 freigegeben, so daß Druckmittel in die Vorkammern 26, 43 einströmt. Durch Anschlußkanäle 33, 34 wird dieser Druck zu Ringkammern 35, 36 innerhalb der Hauptzylinderanordnung 12 weitergeleitet. Aus diesen Kammern 35, 36 wird Druck über am Umfang der Kolben 23, 24 angeordnete Manschettenverdichtungen 37, 38, die die Funktion von Rückschlagventilen ausüben, dynamisch in die Arbeitskammern 15, 16 eingespeist, die mit den Radbremsen der Vorderräder in Verbindung stehen.

Der dynamisch eingesteuerte Druck führt gleichzeitig zum Zurückstellen einer Positionierungshülse 39 der Positionierungseinrichtung 13, wodurch in bekannter Weise die Kolben 23, 24 in der Hauptzylinderanordnung 12 eine definierte Lage einnehmen.

Durch die dynamische Einsteuerung von Druckmittel in die statischen Bremskreise 17, 18 der Vorderräder und in die Ringkammer 36, die für den Rückstelldruck auf die Positionierungshülse 39 maßgeblich ist, wird auch bei häufigem Druckabbau durch Abfluß von Druckmittel über die umgeschalteten Ventile 7 und 8 ein "Leerregeln" der Arbeitsräume 15 und 17 ausgeschlossen.

Bei einem Defekt im Hilfsenergieversorgungssystem 2, das hier aus einer Druckmittelpumpe 40 mit dem zugehörigen Rückschlagventil 41 und aus einem Druckmittelspeicher 42 besteht, spricht eine Druckwarnschaltung (nicht näher dargestellt) an, meldet diesen Zustand dem elektrischen Regler der Bremsanlage und führt, je nach Höhe des Restdruckes, zur Teilstillegung oder Abschaltung der Bremsschlupfregelung. Die Druckwarnschaltung ist notwendig, weil die Hilfsenergie auch bei normaler, ungeregelter Bremsung zur Bremskraftverstärkung in den statischen Druckkreisen 17, 18 und zur Bremsdruckerzeugung in dem dynamischen Bremskreis 14 verwendet wird.

Die Positionierungshülse 39 ist mit Hilfe einer Lippendichtung 44 gegenüber der Bohrung 45 abgedichtet und weist eine Drosselbohrung 46 auf, über die das in den Ringspalt 47 über die Lippendichtung 44 eingedrungene Druckmittel in den Ringraum 36 zurückströmen kann. Die Positionierungshülse 39 liegt in der Ruhestellung mit ihrer Buchse 48 an der Wellfeder 50 an und wird dazu von einer Druckfeder 49, die sich ihrerseits an einer Stufe 51 der Bohrung 45 abstützt, beaufschlagt. Die Wellfeder 50 wirkt einerseits als Dichtring und andererseits als Ventilfeder. In der in der Zeichnung dargestellten Stellung der Positionierhülse 39 sind zwischen der Wellfeder 50 einerseits und der verstärkerseitigen Stirnfläche der Buchse 48 andererseits, sich in radialer Richtung erstreckenden Spalte 52 vorhanden, über die die Ringkammer 53 (in der sich die Druckfeder 49 befindet) mit der Zwischenkammer 54 verbunden ist. Die Ringkammer 53 ist außerdem über einen Anschluß 55 und eine Druckmittelleitung 56 an den Rücklauf angeschlossen. Wird während der Bremsdruckregelung die Ringkammer 36 mit Druckmittel unter geregeltem Druck beaufschlagt, dann schiebt der in der Ringkammer 36 herrschende höhere Druck die Positionierhülse 39 in Richtung auf das Bremspedal 22 zu, bis sie zusammen mit der Buchse 48 an der Wellfeder 50 anliegt und diese schließlich flach drückt, bis sie nach Art eines kreiszylindrischen Dichtringes die Zwischenkammer 54 von der Ringkammer 36 trennt, da die radialen Spalten 52 als Druckmittelverbindungen dann ausfallen. Das in der Zwischenkammer 54 eingeschlossene Druckmittel wirkt nun als hydraulische Sperre, so daß der Verstärkerkolben 57 nicht weiter in Betätigungsrichtung (in Richtung auf den Hauptzylinderkolben 23 zu) verschoben werden kann.

Die Wellfeder 50 ist eine kreisringförmige Metallscheibe, deren Seitenflächen wellige Erhöhungen und Vertiefungen aufweist derart, daß die zwischen zwei planen Flächen eingeschobene Wellfeder 50 zusammen mit diesen planen Flächen eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Kanälen oder Spalten 52 bildet. Die beiden Planen Flächen werden bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel von der kreisringförmigen hauptzylinderseitigen Stirnfläche des Bundes oder der Stufe 51 und von der pedalseitigen kreisringförmigen Stirnfläche der Buchse 48 der Positionierhülse 39 gebildet. Anstelle der vorstehend beschriebenen Wellfeder 50 kann auch eine Fächerscheibe oder eine nach Art einer Wellfeder ausgebildete Gummischeibe oder Kunststoffscheibe verwendet werden. Die zwischen der Stufe 51 und der Buchse 48 angeordnete Scheibe muß in jedem Falle so ausgeformt sein, daß die Kanäle oder Spalte 52 bei axialer Belastung zum Verschwinden gebracht werden, so daß die Scheibe wie ein Dichtelement mit planparallelen Seitenflächen wirkt.

• Auflistung der Einzelteile  1 Bremsdruckgeber
   2 Hilfsdruckquelle
   3 Vorrats- und Druckausgleichsbehälter
   4 bis 9 2/2 Wegeventil
  10 Rücklaufleitung
  11 hydraulischer Bremskraftverstärker
  12 Hauptzylinder, Hauptzylinderanordnung
  13 Positionierungseinrichtung
  14 Hinterradbremskreis
  15 und 16 Arbeitsraum
  17 und 18 Bremskreis
  19 Regelventil
  20 Ventilkolben
  21 Verstärkerraum
  22 Bremspedal
  23 und 24 Hauptzylinderkolben
  25 Gestänge
  26 Vorkammer
  27 Hauptventil
  28 bis 31 Sensor
  32 Druckmittelweg
  33 und 34 Anschlußkanal, Nachlaufbohrung
  35 Ringkammer
  36 Ringkammer, Vorkammer
  37 und 38 Manschettendichtung
  39 Positionierungshülse
  40 Druckmittelpumpe
  41 Rückschlagventil
  42 Druckmittelspeicher
  43 Vorkammer
  44 Lippendichtung
  45 Bohrung
  46 Drosselbohrung
  47 Ringspalt
  48 Buchse
  49 Druckfeder
  50 Wellfeder
  51 Stufe
  52 Spalt
  53 Ringkammer
  54 Zwischenkammer
  55 Anschluß
  56 Druckmittelleitung
  57 Verstärkerkolben
  58 Schaft des Hauptzylinderkolbens
  59 Betätigungsstange
  60 Ring, Kragen
  61 Druckleitung
  62 Kopfteil
  63 Kragen

Claims (6)

1. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage eines hydraulischen Fahrzeugbremssystems, mit einer bremspedalbetätigbaren Hauptzylinderanordnung (12), mit Hauptzylinderkolben (23) und zugeordneter Vorkammer (36), die eine Nachlaufbohrung (34) aufweist und mit einer Einspeisung von Fremdenergie in den Arbeitsraum (16) des Hauptzylinders, wobei auf der Sekundärseite des Hauptzylinderkolbens (23) mindestens eine zwischen Anschlägen axial verschiebliche, gegen die Bohrung (45) im Hauptzylindergehäuse (12) abgedichtete Positionierungshülse (39) vorgesehen ist, die einen größeren Außendurchmesser, als der Hauptzylinderkolben (23) aufweist und durch den Schaft (58) oder die Betätigungsstange des Hauptzylinderkolbens (23) abgedichtet zentrisch geführt ist, wobei bei einer Betätigung des Bremspedals (22) und einer im Regelfall erfolgenden Fremdenergiebeaufschlagung der Sekundärseite des Hauptzylinderkolbens (23) der Hauptzylinderkolben (23) in eine definierte Stellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem pedalseitigen Ende der Positionierungshülse (39) und der die Hauptzylinderanordnung (12) von einem hydraulischen Bremskraftverstärker (11) abtrennenden Bund oder Stufe (51) des Bremsdruckgebers (1) ein elastisches Element, beispielsweise eine Wellfeder (50) angeordnet ist, gegen die die Positionierungshülse (39) im Regelfalle gedrückt wird, wobei die Wellfeder (50) eine zwischen dem Hauptzylinderkolben (23) und dem von der Stufe (51) umschlossenen Verstärkerkolben (57) vorgesehene Zwischenkammer (54) druckdicht abschließt.

2. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen sich in der Bohrung (45) für die Positionierhülse (39) radial nach innen zu erstreckenden ortsfesten Kragen oder Ring (60) zur Halterung und Führung der Positionierhülse (39), wobei die Positionierhülse (39) an ihrem hauptzylinderseitigen Ende ein flanschförmiges, sich radial nach außen zu erstreckendes Kopfteil (62) aufweist, das zusammen mit dem Ring (60) und der Bohrung (45) einen Ringspalt (47) einschließt, der über eine Drosselbohrung (46) mit der Ring- oder Vorkammer (36) verbunden ist, wobei mit dem Kopfteil (62) eine Lippendichtung (44) zusammenwirkt, die ein Einströmen von Druckmittel in den Ringspalt (47) gestattet.

3. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bremspedalseitige Ende der Positionierhülse (39) fest mit einer Buchse (48) verbunden ist, dessen der Wellfeder (50) zugekehrtes Ende mit einem sich radial nach außen zu erstreckenden Kopfteil (62) versehen ist, an dem sich das eine Ende der Feder (49) abstützt, deren anderes Ende am Ring (60) anliegt.

4. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellfeder (50) den Verstärkerkolben (57) ringförmig umgreift und mit ihrer radial äußeren Umfangsfläche an der Bohrung (45) für die Positionierhülse (39) anliegt.

5. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem zylindrischen Teil der Positionierhülse (39), der Bohung (45), dem Ring (60) und dem Kopfteil (62) gebildete Ringkammer (53) mit dem Anschluß (55) der Rücklaufleitung (56) in Verbindung steht.

6. Fremdenergiegespeiste Bremsschlupfregelanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der radial äußeren Kante des Kragens (63) der Positionierhülse (39) oder Buchse (48) und der Bohrung (45) ein Spalt für den Durchtritt des Druckmittels vorgesehen ist.