DE3541483A1

DE3541483A1 - Schlupfgeregelte bremsanlage

Info

Publication number: DE3541483A1
Application number: DE19853541483
Authority: DE
Inventors: Hans Wupper
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1985-11-23
Filing date: 1985-11-23
Publication date: 1987-05-27
Also published as: JPS62128868A

Description

Die Erfindung betrifft eine schlupfgeregelte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem statischen Bremskreis, in den im Regelfalle Druckmittel aus einem dynamischen Druckmittelkreis einsteuerbar ist und mit einem Bremsdruckgeber, der eine Hauptzylinderanordnung und einen hydraulischen Bremskraftverstärker mit Regel ventil und mit einem mit dem Bremspedal koppelbaren Ver stärkerkolben aufweist, wobei an den Verstärkerraum mindestens ein dynamischer Bremskreis angeschlossen ist.

Bekannte mehrkreisige Bremsanlagen, die nach dem Prinzip des dynamischen Einströmens in einen Bremskreis arbeiten und bei denen der dynamische Druck dem Druck entspricht, der auch auf den hydraulischen Verstärkerkolben einwirkt, haben den Nachteil, daß bei Ausfall dieses Kreises sowohl die Verstärkung als auch die Bremswirkung dieses Kreises verloren geht.

Da in vielen Fällen die Hilfsenergieversorgung über elek trisch angetriebene Pumpeneinheiten erfolgt, ist durch die notwendige Verwendung von Schaltmitteln, Kabel- und Steckverbindungen die Ausfallwahrscheinlichkeit erfahrungsgemäß höher als beispielsweise bei Vakuum verstärkern.

Üblicherweise ist die Zuordnung der Fußkraft zur erziel ten Fahrzeugverzögerung so stark abweichend von dem nor malerweise bei intakter Bremsanlage vorherrschenden Pedalgefühl, daß der Fahrer bei Ausfall der Verstärkung bei einer Bremsanlage mit dynamischer Betätigung eines Bremskreises den Eindruck eines totalen Bremsenausfalls gewinnt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrun de, eine Bremsanlage der in Frage stehenden Art zu schaf fen, bei der bei Ausfall der Hilfsdruckquelle auch in dem an den hydraulischen Verstärker angeschlossenen dynami schen Bremskreis noch ein Bremsdruck über die Fußkraft aufbaubar ist, so daß alle Radbremsen bremsbar bleiben. Die Bremsanlage soll einfach im Aufbau sein und ohne komplizierte Teile arbeiten und so ausgebildet sein, daß vorhandene Bremsanlagen mit hydraulischem Verstärker nachrüstbar sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der auf den Hauptzylinderkolben einwirkende Verstärkerkolben des hydraulischen Bremskraftverstärkers eine Kammer aufweist, die über eine Öffnung oder einen Kanal mit dem Verstär kerraum verbunden ist, wobei in der Kammer ein vom Druck im Verstärkerraum beaufschlagter Hilfskolben dichtend geführt ist, der mit dem Hauptzylinderkolben in Wirkver bindung steht.

Vorzugsweise ist der Hilfskolben einerseits über eine Nase oder eine Druckstange am Hauptzylinderkolben oder an dessen pedalseitigem Schaftteil und andererseits über eine Druckfeder am Boden der Kammer abgestützt.

Mit Vorteil weist der in den Verstärkerraum eintauchende Verstärkerkolben dazu an seinem der Hauptzylinderanord nung zugewandten Ende eine Sacklochbohrung auf, in der der Hilfskolben gehalten und geführt ist, wobei der Hilfskolben mit Hilfe eines Dichtrings oder einer Man schettendichtung gegenüber der zylindrischen Innenwand der Sacklochbohrung abgedichtet ist und wobei der Hilfs kolben in seiner Ausgangsstellung bei unbetätigtem Brems druckgeber an einem Vorsprung, beispielsweise einem Sprengring, anliegt, der am Verstärkerkolben vorgesehen ist und der den Hilfskolben am Herausgleiten aus der Sacklochbohrung hindert.

Der Verstärkerkolben ist zweckmäßigerweise als Stufen kolben ausgebildet, wobei die große Stufe in einer Boh rung gelagert ist, die in dem der Hauptzylinderanordnung zugekehrten Wandteil des den Verstärkerraum begrenzenden Gehäuses des hydraulischen Bremskraftverstärkers vorge sehen ist und wobei die kleine Stufe des Verstärker kolbens durch eine Bohrung hindurchgeführt ist, die in dem dem Bremspedal zugekehrten Wandteil angeordnet ist.

Damit eine Relativverschiebung zwischen Verstärkerkolben und Kolbenstange erfolgen kann, ist die mit dem Brems pedal verbundene Kolbenstange in einer Längsbohrung des Verstärkerkolbens längsverschiebbar gelagert, wobei der Verstärkerkolben eine sich radial erstreckende Aussparung aufweist, durch die der eine Arm eine mit dem Regelventil und der Kolbenstange zusammenwirkenden Hebelgestänges hindurchgreift.

Um sicher zu stellen, daß bei Ausfall der Hilfsdruck quelle ein Rückströmen des Druckmittels aus dem Verstär kerraum in die Pumpe oder das Leitungsnetz der Hilfs druckquelle ausgeschlossen ist, ist in den Zulauf von der Hilfsdruckquelle zum Regelventil des hydraulischen Brems kraftverstärkers ein Rückschlagventil eingeschaltet.

Bei Betätigung des Bremspedals und gleichzeitigem Ver schieben des Verstärkerkolbens ist dann bei im von der Hilfsdruckquelle und dem Rücklauf abgetrennten Verstär kerraum ein Druck aufbaubar, der der Fußkraft propor tional ist und der eine Abbremsung der an den Verstärker raum angeschlossenen Radbremsen erlaubt.

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 Bremsan lage im wesentlichen aus einem pedalbetätigten langge streckten hydraulischen Bremsdruckgeber, der in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist, aus einer Hilfsdruck quelle 2, einem Vorrats- und Druckausgleichsbehälter 3 und aus elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegeventilen 4 bis 6, über die die Radbremsen bzw. Vorder- und Hinter räder VR, VL, HR und HL in drei hydraulisch getrennten Bremskreisen angeschlossen sind. Die Ventile 4 bis 6 sind normalerweise, d. h. solange sie nicht erregt sind, auf Durchlaß geschaltet. Ferner ist eine von den Vorder- und von den Hinterrädern VR, VL, HR, HL zu dem Ausgleichsbe hälter 3 führende Rücklaufleitung 10 vorhanden, die jedoch mit Hilfe von drei weiteren 2/2-Wegeventilen 7 bis 9 von den Radbremszylindern abgetrennt ist, solange die Ventile 7 bis 9 nicht erregt sind.

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

An den Bremskraftverstärker 11 ist ein Bremskreis, nämlich der Hinterrad-Bremskreis 14, direkt angeschlos sen, während die beiden Arbeitsräume 15 und 16 der Haupt zylinderanordnung 12, die hier als Tandem-Hauptzylinder ausgebildet ist, über separate Bremskreise 17 und 18 jeweils mit einem Vorderrad VR bzw. VL verbunden sind. Die beiden Hauptzylinderkreise 17, 18 einer derartigen Anordnung werden als statische Druckmittelkreise, der Hinterachskreis 14 als dynamischer Druckmittelkreis be zeichnet, weil in diesem Kreis 14 der Druck von der Stel lung eines über ein Hebelgestänge 41 pedalbetätigten Regelventiles 19 bestimmt wird, welches je nach Ver schiebung 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 Verstärker raum 21 aufgebaute bzw. durch das Regelventil 19 einge steuerte Druck wirkt gleichzeitig auf die Kolben 42, 43 der Hauptzylinderanordnung 12 und führt, wie ohne weiteres verständlich ist, zum Aufbau von Bremsdruck in den Arbeitsräumen 15 und 16 der beiden statischen Brems kreise 17, 18, die zu den Vorderrädern VR und VL führen. In einer Vorkammer 23 der Hauptzylinderanordnung 12 herrscht zunächst noch Atmosphärendruck, weil diese Kammer über ein sogen. Hauptventil 24 in der Ruhestel lung, in der das Ventil nicht erregt ist, mit dem Druck ausgleichsbehälter 3 in Verbindung steht.

An jedem Rad VL, VR, HL, HR des mit der erfindungsgemäßen Bremsanlage ausgerüsteten Fahrzeugs befindet sich ein Sensor S 1-S 4, der z. B. als induktiver Meßwertaufnehmer ausgebildet ist und der Informationen über das Raddreh verhalten in einen elektronischen Regler 38 einspeist. Die entsprechenden Eingänge des Reglers 38 sind mit E _s gekennzeichnet. Dieser Regler enthält u. a. eine elektro nische Verknüpfungslogik in Form von festverdrahteten oder programmierbaren Schaltkreisen, wie Microprozes soren, und erzeugt nach Auswertung der Sensorsignale Steuerbefehle, die an den Ausgängen A ₁-A ₆ und HV anstehen und über nicht gezeigte Signalleitungen zu den entsprechenden Magnetventilen 4-9 und 24 weitergeleitet werden.

Beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung wird das Haupt ventil 24 umgeschaltet. Dadurch wird ein von dem Verstär kerraum 21 in die Vorkammer 23 führender Druckmittelweg 26 freigegeben, so daß Druckmittel in die Vorkammer 23 einströmt. Durch Anschlußkanäle 27, 28 wird dieser Druck zu Ringkammern 29, 30 innerhalb der Hauptzylinderanordnung 12 weitergeleitet. Aus diesen Kammern wird Druck über am Umfang der Kolben 42, 43 angeordnete Manschettendichtungen 31, 32, die die Funktion von Rückschlagventilen ausüben, dynamisch in die Arbeitskammern 15, 16 eingespeist, die mit den Radbremsen der Vorderräder VL, VR in Verbindung stehen.

Der dynamisch eingesteuerte Druck führt gleichzeitig zum Zurückstellen einer Positionierungshülse 33 der Positio nierungseinrichtung 13, wodurch in bekannter Weise die Kolben 42, 43 in der Hauptzylinderanordnung 12 eine definierte Lage annehmen.

Durch die dynamische Einsteuerung von Druckmittel in die statischen Bremskreise 17, 18 der Vorderräder VR, VL und in die Ringkammer 30, die für den Rückstelldruck auf die Positionierungshülse 33 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 im wesentlichen aus einer Druckmittelpumpe 35 mit dem zugehörigen Rückschlagventil 34 und aus einem Druckmit telspeicher 36 besteht, spricht die Druckwarnschaltung (DWS) 37 an, meldet diesen Zustand dem elektrischen Regler 38 der Bremsanlage und führt, je nach Höhe des Restdruckes, zur Teilstillegung oder Abschaltung der Bremsschlupfregelung. Die Druckwarnschaltung 37 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ohnehin notwendig, weil die Hilfsenergie auch bei normaler, ungeregelter Bremsung zur Bremskraftverstärkung in den statischen Druckkreisen 17, 18 und zur Bremsdrucker zeugung in dem dynamischen Bremskreis 14 verwendet wird.

Defekte im dynamischen Druckmittelweg innerhalb des Bremsdruckgebers 1, z. B. ein Defekt im Verstärkerraum 21 oder in der Leitung 26, ein undichtes Hauptventil 24 werden dagegen durch die Wegmessung oder Lageermittlung der Positionierungshülse 33 festgestellt. Verhindert nämlich ein Leck oder ein Defekt im Druckmittelweg die Einströmung von dynamischem Druck in die Ringkammer 30, führt dies bei der Bremsschlupfregelung zu einer Ver ringerung des Volumens in den Arbeitsräumen 15, 16 und zu einer erheblichen Verschiebung der Positionierungshülse 33 nach links, bezogen auf die Abbildung, wodurch dann schließlich - wenn das restliche Druckmittelvolumen in den Vorderradkreisen zu gering wird, ein nicht näher dar gestellter Schalter betätigt wird, der den Signalweg von der Spannungsquelle über einen Kontakt zur Klemme WÜ (Wegüberwachung) öffnet und ein Fehlersignal über den Eingang E ₂ des elektronischen Reglers 38 einspeist. Dadurch wird über die angedeuteten Ausgänge A ₁-A ₆ und HV, die zu den Schaltventilen 4 bis 9 und zum Haupt ventil 24 führen, die Bremsanlage teilstillgelegt oder vollständig abgeschaltet.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist im über die Kol benstange 40 mit dem Bremspedal 22 gekoppelten Ver stärkerkolben 39 ein Hilfskolben 25 längsverschiebbar ge lagert, durch den bei Ausfall der Hilfsenergieversorgung der Hilfsdruckquelle 2 auch der vorher dynamisch betrie bene Bremskreis 14 statisch mit Bremsdruck versorgt werden kann.

Bei intaktem Bremssystem wird über das Regelventil 19 fußkraftproportional Druck im Verstärkerraum 21 und damit auch im angeschlossenen Bremskreis 14 erzeugt. Gleich zeitig steht dieser Druck auch in der Kammer 44 des Hilfskolbensystems 25, 39 an und verhindert eine Relativ bewegung des Hilfskolbens 25. Wie bisher üblich wird dadurch auch in den statischen Bremskreisen 17, 18 über die Druckstange 45 annähernd gleicher Druck wie im dyna mischen Kreis 14 erzeugt.

Bei Ausfall der Energieversorgung 2, z. B. durch fehlende elektrische Spannung am Pumpenmotor 35 oder durch einen Pumpendefekt, wird bei Pedalbetätigung zuerst über das Regelventil 19 der Rücklaufkanal 46 verschlossen und die Kolbenstange 40 mit dem Verstärkerkolben 39 mechanisch verbunden.

Bei weiterer Bewegung des Verstärkerkolbens 39 wird jetzt in der Kammer 44 des Hilfskolbenssystems 25, 39 Druck aufgebaut, wobei das Rückschlagventil 47 verhindert, daß die Schaltmittel, Schläuche und Speicher Druckmittel aus dem Verstärkerraum 21 aufnehmen.

Der in der Kammer 44 und damit auch im angeschlossenen Bremskreis 14 erzeugte Druck ist jetzt wiederum annähernd so groß wie der bei weiterer Bewegung des Verstärkerkol bens 39 erzeugte Druck in den statischen Bremskreisen 17, 18.

Die zusätzliche Pedalwegaufnahme des Hilfskolbenssystems 25, 39 ist für das statische System unschädlich, da bei Ausfall der Verstärkung infolge zu hoher Fußkräfte in den statischen Bremskreisen 17, 18 kein so hoher Druck er zeugt werden kann, der eine Inanspruchnahme des Kolben weges der Kolben der statischen Kreise erfordert.

Ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen Vorrichtung besteht also darin, daß bei Ausfall der Energieversorung die gleiche Bremswirkung wie bei einem herkömmlichen Bremssystem (alle Kreise bremsen) gegeben ist.

Auflistung der Einzelteile 1 Bremsdruckgeber
2 Hilfsdruckquelle
3 Vorrats- und Druckausgleichsbehälter
4 bis 9 elektromagnetisch betätigtes Wegeventil
10 Rücklaufleitung
11 hydraulischer Bremskraftverstärker
12 Hauptzylinderanordnung
13 Positionierungseinrichtung
14 Hinterrad-Bremskreis
15 und 16 Arbeitsraum
17 und 18 Bremskreis
19 Regelventil
20 Ventilkolben
21 Verstärkerraum
22 Bremspedal
23 Vorkammer
24 Hauptventil
25 Hilfskolben
26 Kanal, Druckmittelweg
27 und 28 Anschlußkanal
29 und 30 Ringkammer
31 und 32 Manschettendichtung
33 Positionierungshülse
34 Rückschlagventil
35 Druckmittelpumpe
36 Druckmittelspeicher
37 Druckwarnschalter
38 elektronischer Regler
39 Verstärkerkolben
40 Kolbenstange
41 Hebel-Gestänge
42 und 43 Hauptzylinder-Kolben
44 Kammer
45 Druckstange
46 Rücklaufkanal
47 Rückschlagventil
48 Kanal
49 Schaftteil
50 Druckfeder
51 Sacklochbohrung
52 Manschettendichtung
53 Sprengring
54 Zulauf-Kanal
55 Ausnehmung
56 Aussparung
57 gehäusefestes Lager

Claims

1. Schlupfgeregelte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem statischen Bremskreis (17, 18), in den im Regelfalle Druckmittel aus einem dynamischen Druckmittelkreis einsteuerbar ist und mit einem Bremsdruckgeber (1), der eine Hauptzylinderanordnung (12) und einen hydraulischen Bremskraftverstärker (11) mit Regelventil (19) und mit einem mit dem Bremspedal (22) koppelbaren Verstärkerkolben (39) aufweist, wobei an den Verstärkerraum (21) mindestens ein dynamischer Bremskreis (14) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver stärkerkolben (39) mit einer Kammer (44) versehen ist, die über eine Öffnung oder einen Kanal (48) mit dem Verstärkerraum (21) verbunden ist, wobei in der Kammer (44) ein vom Druck im Verstärkerraum (21) be aufschlagter Hilfskolben (25) dichtend geführt ist, der mit dem Hauptzylinderkolben (43) in Wirkverbin dung steht.

2. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der Hilfs kolben (25) einerseits über eine Nase oder eine Druckstange (45) am Hauptzylinderkolben (43) oder an dessen pedalseitigem Schaftteil (49) und andererseits über eine Druckfeder (50) am Boden der Kammer (44) abgestützt ist.

3. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Verstärkerraum (21) eintauchende Verstär kerkolben (39) an seinem der Hauptzylinderanordnung (12) zugewandten Ende eine die Kammer (44) bildende Sacklochbohrung (51) aufweist, in der der Hilfskolben (25) gelagert ist, wobei der Hilfskolben (25) mit Hilfe eines Dichtrings oder einer Manschettendichtung (52) gegenüber der zylindrischen Innenwand der Sack lochbohrung (51) abgedichtet ist und wobei der Hilfs kolben (25) bei unbetätigtem Bremsdruckgeber (1) an einem Vorsprung, beispielsweise einem Sprengring (53) anliegt, der am Verstärkerkolben (39) vorgesehen ist, und der den Hilfskolben (25) am Herausgleiten aus der Sacklochbohrung (51) hindert.

4. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Verstärkerkolben (39) als Stufenkolben ausgebildet ist, wobei die große Stufe in einer Bohrung gelagert ist, die in dem der Haupt zylinderanordnung (12) zugekehrten Wandteil des den Verstärkerraum (21) begrenzenden Gehäuses des hydrau lischen Bremskraftverstärkers (11) vorgesehen ist und wobei die kleine Stufe des Verstärkerkolbens (39) durch eine Bohrung hindurchgeführt ist, die in dem dem Bremspedal (22) zugekehrten Wandteil angeordnet ist.

5. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die mit dem Bremspedal (22) verbundene Kolbenstange (40) in einer Längsbohrung des Verstärkerkolbens (39) längsverschiebbar gelagert ist, wobei der Verstärkerkolben (39) eine sich radial erstreckende Aussparung (56) aufweist, durch die ein Arm eines mit einem Regelventil (19), der Kolben stange (40) und dem Verstärkerkolben (39) zusammen wirkenden Hebelgestänges (41) hindurchgreift.

6. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Hebelgestänge (41) zwei gelenkig miteinander verbundene doppelarmige Hebel aufweist, wobei der eine Arm des ersten Hebels mit seinem freien Ende in eine Ausnehmung (55) des Ver stärkerkolbens (39) eingreift und mit seinem anderen Arm mit dem Ventilglied des Regelventils (19) gekop pelt ist und wobei der eine Arm des zweiten Hebels durch die Aussparung (56) im Verstärkerkolben (39) hindurchgreift und mit seinem freien Ende an die Kolbenstange (40) angelenkt ist und wobei der andere Arm des zweiten Hebels mit seinem Ende an einem gehäusefesten Lager (57) abgestützt ist.

7. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zulauf (54) von der Hilfsdruckquelle (2) zum Regelventil (19) des hydraulischen Bremskraftver stärkers (11) oder im Regelventil (19) selbst ein Rückschlagventil (47) eingeschaltet ist, das ein Rückströmen des Druckmittels vom Verstärkerraum (21) zur Hilfsdruckquelle (2) ausschließt.