DE3734903A1 - Hydraulische bremsanlage fuer kraftfahrzeuge mit abs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulische Mehrkreis­ bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit ABS bestehend aus einem Hauptbremszylinder mit Hauptkolben und Arbeitskammer, Rad­ bremszylindern, einem Reservebehälter, Regelventilen, ei­ ner über eine elektronische Verstärker- und Steuereinheit ansteuerbaren Hydraulikpumpe, deren Ausgang über ein Rück­ schlagventil in ein die vorgenannten Elemente koppelndes hydraulisches Leitungssystem geführt ist, daß auch deren Eingang mit dem Reservebehälter verbindet.

Bei Bremsanlagen dieser Art, wie auch gemäß DE-OS 37 05 311, ist ein Trennventil zwischen Haupt- und Radbremszylinder geschaltet. Folgende Funktionsabläufe er­ geben sich bei einer Bremsschlupfregelung gemäß dem Stand der Technik: Startet die Pumpe, wird das Trennventil ge­ schlossen und das zwischen Radbremszylinder und Reserve­ behälter geschaltete Regelventil geöffnet. Dadurch ent­ weicht Druckmittel aus dem Radbremszylinder, so daß die Bremskraft nachläßt. Darf der Bremsdruck wieder verstärkt werden, wird das Regelventil geschlossen und das Trenn­ ventil geöffnet. Der von der Pumpe aufgebaute Druck ist mittels Überdruckventil in den Bremskreis einsteuerbar. Wie hoch der von der Pumpe aufgebaute Druck ist, ist mittels eines Druckregelventils einstellbar, das zwischen den Pumpenausgang und den Reservebehälter geschaltet ist. Die Ansteuerung des Druckregelventils erfolgte bisher ab­ hängig vom Druck im Hauptbremszylinder.

Nachteil aller bekannten Bremsanlagen dieser Art ist der komplizierte aufwendige Aufbau und eine der Anzahl der Einzelteile proportionale Fehlerwahrscheinlichkeit durch Ausfall eines der Teile. Entspechend hoch liegt der Auf­ wand für die Montage und die Qualitätskontrolle sowie der Endpreis für die Anlage.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, das bisher als optimal angenommene Verhältnis von Funktionssicherheit zur Teile­ anzahl zu vergrößern und den Bauaufwand für die Brems­ anlage zu verringern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe für eine hydraulische Mehrkreisbremsanlage für Kraftfahrzeuge mit ABS bestehend aus einem Hauptbremszylinder mit Hauptkolben und Arbeits­ kammer, Radbremszylindern, einem Reservebehälter, Regel­ ventilen, einer über eine elektronische Verstärker- und Steuereinheit ansteuerbaren Hydraulik­ pumpe, deren Ausgang über ein Rückschlagventil in ein die vorgenannten Elemente koppelndes hydraulisches Leitungs­ system geführt ist, daß auch deren Eingang mit dem Reser­ vebehälter verbindet, dadurch gelöst, daß die hydraulische Leitung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbrems­ zylindern frei von hydraulischen Schließmitteln ist, daß vor dem Rückschlagventil zwischen dem Ausgang der Hydrau­ likpumpe und einem Eingang eines abhängig vom Volumen der Arbeitskammer ansteuerbaren, mit seinem Ausgang in den Reservebehälter geführten Druckregelventils eine hydrau­ lische Verbindung besteht, daß eine hydraulische Abzwei­ gung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbrems­ zylindern zum Eingang eines Auslaß-Regelventils besteht, dessen Ausgang in den Reservebehälter mündet und ein Quer­ schnitt in der hydraulischen Leitung zwischen der hydrau­ lischen Abzweigung und der Arbeitskammer kleiner als zwi­ schen dem Schließventil und den Radbremszylindern des Rad­ bremszylinderpaares ist.

Eine vorteilhafte Lösung ergibt sich dadurch, daß der kleinere Querschnitt in der Leitung zwischen der hydrau­ lischen Abzweigung und der Arbeitskammer kleiner als der Nenndurchmesser des öffnend bzw. schließend gesteuerten Ventils ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die Brems­ anlage doppelt angeordnet ist, wobei der Hauptbremszylin­ der ein Tandemzylinder ist und der Motor und das Druck­ regelventil einfach vorhanden sind, daß der Motor mit einer zweiten Hydraulikpumpe gekoppelt ist, daß in der zweiten Arbeitskammer ein kolbenwegabhängig öffnendes Zentralventil angeordnet ist und daß in einer definierten Offen-Position des Zentralventiles eine hydraulische Ver­ bindung zum Reservebehälter geöffnet ist.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Einsparung von mindestens einem Sperrventil pro Bremskreis.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen und zwei Ausführungsbeispielen erläutert:

Fig. 1 zeigt die einfache, Fig. 2 die doppelte Anordnung eines Ausführungsbeispieles.

Gemäß Fig. 1 ist in einem Hauptbremszylinder 1 ein Haupt­ kolben 2 axial verschiebbar angeordnet. Ein Bremspedal 3 ist mit einem Druckübertragungsmittel 4 mit dem Haupt­ kolben 2 mechanisch verbunden. Ein Reservebehälter 5 für das Druckmittel ist über eine hydraulische Leitung 5′ mit dem Hauptbremszylinder 1 verbunden. Ein Radbremszylinder­ paar 6 eines Bremskreises ist über eine hydraulische Lei­ tung 7 mit dem Ausgang 8′ einer Arbeitskammer 8 verbunden, die über die hydraulische Leitung 5′ mit Druckmittel ver­ sorgt werden kann und in der mittels Hauptkolben 2 ein Ar­ beitsdruck zur Betätigung der Radbremszylinder 6 erzeugbar ist. Eine Pumpe 9 mit Antriebsmotor 9′ ist mit ihrem Ein­ gang 10 und dem Ausgang 11 hydraulisch mit dem Reservebe­ hälter 5 verbunden. Zusätzlich ist der Ausgang 11 der Pum­ pe über eine hydraulische Verzweigung 12 und über ein Rückschlagventil 12′ mit der hydraulischen Leitung 7 ver­ bunden. Mit dem Pumpenausgang 11 ist auf die Verzweigung 12 folgend ein hydraulisch mit dem Reservehälter 5 ver­ bundenes Druckregelventil 13 angeordnet, das mechanisch über zweistufige Druckfedern 13′ mit dem Hauptkolben 2 ge­ koppelt ist. Außerdem ist ein elektromagnetisches, strom­ los geschlossenes Ventil (SG-Ventil) 14 über eine hydrau­ lische Abzweigung 14′ mit der hydraulischen Leitung 7 und dem Reservebehälter 5 gekoppelt. Eine Blende 7′ ist in die hydraulische Leitung 7 zwischen der hydraulischen Ab­ zweigung 14′ und der hydraulischen Verzweigung 12 an­ geordnet.

Folgende Funktionsabläufe bestimmen die Wirkung der be­ schriebenen Anlage nach Fig. 1:

Das Bremspedal 3 und damit der Hauptkolben 2 werden gemäß Zeichnung in Pfeilrichtung bewegt, die Arbeitskammer 8 wird verkleinert und über den Ausgang 8′ der Arbeitskammer wird Druckmittel in das Radbremszylinderpaar 6 gedrückt bis die Bremswirkung einsetzt. Im Fall drohenden Blockierens eines Rades wird mittelbar von dessen je­ weiligem Sensor 6′′ der Motor 9′ gestartet, die Förder­ wirkung der Pumpe 9 beginnt. Gleichzeitig öffnet, von Ver­ stärker 15 gesteuert, pulsend das Ventil 14, so daß der Druck durch Abfließen des Druckmittels vor dem Radbrems­ zylinderpaar 6 sinkt und die Bremswirkung nachläßt bis die Blockiergefahr vorüber ist. Ist diese tatsächlich vorüber, schließt das Ventil 14 und die Bremswirkung kann wieder verstärkt werden. Infolge des Druckmittelverlustes zwi­ schen Arbeitskammer 8 und Radbremszylinderpaar 6 steht der Hauptkolben 2 weiter in Betätigungsrichtung als bei glei­ cher Bremswirkung vor dem Einsetzen der Antiblockier­ regelung. Bei erneuter Antiblockierregelung in dieser Po­ sition ist in einer Grenzstellung des Hauptkolbens 2 die zweistufige Druckfeder 13′ des Druckregelventils 13 soweit gespannt, daß das Druckregelventil 13 gesperrt ist und den Druck am Pumpenausgang 11 überproportional anwachsen läßt. Ebenso steigt der Druck zwischen Blende 7′ und Arbeits­ kammer 8, so daß der Hauptkolben 2 in eine Sicherheits­ position gestellt wird, die eine Mindestdruckmittelmenge in der Arbeitskammer 8 sichert.

An der Blende 7′ wird sich in diesem Fall ein Druckgefälle einstellen. Dieses ist bedingt durch das Druckmittel­ abfließen aus den Radbremszylindern 6 über das Ventil 14 beim Einregeln der Radbremszylinder 6 auf den Straßen­ zustand.

Ist bei Antiblockierregelung nur die erste Stufe der Druckfeder 13′ des Druckregelventils 13 gespannt, strömt der größere Teil des Pumpenfördervolumens in den Reserve­ behälter 5 zurück, der kleinere Teil tritt in den Brems­ kreis über das Rückschlagventil 12′ ein. Das Druckgefälle an der Blende 7′ ist nun gering. Zwischen der Blende 7 und den Radbremszylindern 6 wird auch in diesem Fall der Druck über das Ventil 14 pulsend abgebaut.

Der Regelweg für das Druckregelventil 13 ist so klein di­ mensionierbar, daß das Pulsieren am Bremspedal nur gering spürbar ist.

Gemäß Fig. 2 ist die dargestellte Anordnung doppelt aus­ geführt d.h. mit Tandemhauptzylinder und einer der zweiten Arbeitskammer 8′ zugeordneten zweiten Pumpen- und Ventil­ anordnung, womit ein zweiter Bremskreis (Kr.2) versorgt wird. Anstelle des externen Druckregelventiles 13 nach Fig. 1 ist in Fig. 2 das Druckregelventil 13 im Haupt­ bremszylinder 1 installiert, das aus Feder 13′, Halte­ körper 13′′′′, Kugel 13′′′′′ und Zwischenkolben 16 besteht und dessen Schließkraft, abhängig von der Position des Hauptkolbens 2, größer oder kleiner ist, so daß entweder der Druckmitteldurchfluß durch die zentrale Bohrung 16′ eines Zwischenkolbens 16 weiter zum Reservebehälter 5 ge­ sperrt oder frei ist. Ist der Druckmitteldurchfluß durch den Zwischenkolben 16 gesperrt, fließt das Druckmittel über das Rückschlagventil 12′ in die Leitung 7 und die Ar­ beitskammer 8, wobei der Hauptkolben 2 entgegen der Be­ tätigungsrichtung zurückgestellt wird.

In einer definierten Position des Hauptkolbens 2 ist die Feder des internen Druckregelventiles 13 so weit ent­ spannt, daß die Kugel 13′′′′′ die zentrale Bohrung 16′ frei gibt und daß das Druckmittel über die hydraulische Leitung 5′ in den Reservebehälter 5 fließt.

Die zweite Pumpe 9′ ist mit dem Motor 9′′ der ersten Pumpe 9 gekoppelt, wobei deren Pumpenausgang 11′ über das zweite Rückschlagventil 12′ mit der zweiten hydraulischen Leitung 7 und der zweiten Arbeitskammer 8′ verbunden ist. Ein dem zweiten Hauptkolben 2′′ zugeordnetes justierbares kolben­ wegabhängiges Zentralventil 2′′′ fungiert als Volumen­ regelventil, hält das Volumen in der zweiten Arbeitskammer 8′ auf einem gleichen definierten Mindestvolumen wie in Arbeitskammer 8. Das Zentralventil 2′′′ besteht aus Kugel, Haltekörper, Druckfeder und Haltekörper-Widerlager. In ei­ ner durch die Abmessungen der genannten Ventilteile be­ stimmten Position des Kolbens 2′′ ist für den Haltekörper im Haltekörper-Widerlager bei höchstem Volumen der Ar­ beitskammer 8′ die Endlage erreicht, die Schließwirkung der Kugel an der zentralen Bohrung des Kolbens 2′′ läßt nach, so daß das nun von der Pumpe 9′ nachgeförderte Druckmittelvolumen über die zentrale Bohrung und die hy­ draulische Leitung 5′ in den Reservebehälter 5 strömt. Auf diese Weise sind die beiden Arbeitskammern 8, 8′ druck- und volumenssynchron geregelt.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel ist einfacher im Aufbau und weniger störanfällig, weil unabhängig von von außen an die Hauptkolben 2, 2′ anzukoppelnden Stell­ mechanismen.

Liste der aufgeführten Bezugszeichen:

 1 Hauptbremszylinder
 2 Hauptzylinder
 3 Bremspedal
 4 Druckübertragungsmittel
 5 Reservebehälter
 5′ hydr. Leitung zum Hauptbremszylinder
 6 Radbremszylinderpaar
 6′ Radbremszylinder
 6′′ Radsensor
 7 hydr. Leitung zwischen Arbeitskammer 8, 8′ und Radbremszylinder
 7′ Blende
 8 Arbeitskammer
 8′ Arbeitskammer
 9 Hydraulikpumpe
 9′ Hydraulikpumpe
 9′′ Motor
10 Pumpeneingang
11 Pumpenausgang
11′ Pumpenausgang
12 hydr. Verzweigung zum Rückschlagventil
12′ Rückschlagventil
13 Druckregelventil
13′ Druckfeder des Druckregelventils
13′′ Druckregelventileingang
13′′′ Druckregelventilausgang
13′′′′ Haltekörper
13′′′′′ Kugel
14 elektromagnetisches SG-Ventil
14′ hydr. Abzweigung zum Schließventil
15 elektronische Verstärker und Steuereinheit
16 Zwischenkolben
16′ zentrale Bohrung im Zwischenkolben
Kr. 1 erster Bremskreis
Kr. 2 zweiter Bremskreis

Claims (3)

1. Hydraulische Mehrkreisbremsanlage für Kraftfahrzeuge mit ABS bestehend aus einem Hauptbremszylinder (1) mit Hauptkolben (2) und Arbeitskammer (8), Radbrems­ zylindern (6′), einem Reservebehälter (5), Regel­ ventilen (13), einer über eine elektronische Ver­ stärker- und Steuereinheit (15) ansteuerbaren Hydrau­ likpumpe (9), deren Ausgang (11) über ein Rückschlag­ ventil (12′) in ein die vorgenannten Elemente koppelndes hydraulisches Leitungssystem (7) geführt ist das auch deren Eingang (10) mit dem Reserve­ behälter (5) verbindet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die hydraulische Leitung (7) zwischen dem Hauptbremszylinder (1) und den Radbrems­ zylindern (6′) frei von hydraulischen Schließmitteln ist, daß vor dem Rückschlagventil (12′) zwischen dem Ausgang (11) der Hydraulikpumpe (9) und einem Eingang (13′′) eines abhängig vom Volumen der Arbeitskammer (8) ansteuerbaren, mit seinem Ausgang (13′′′′) in den Reservebehälter (5) geführten Druckregelventils (13) eine hydraulische Verbindung besteht, daß eine hy­ draulische Abzweigung (14′) zwischen dem Hauptbrems­ zylinder (1) und den Radbremszylindern (6′) zum Ein­ gang (14′′) eines über die Verstärkereinheit (15) öffnend bzw. schließend gesteuerten Ventils (14) be­ steht, dessen Ausgang (14′′′) in den Reservebehälter (5) mündet und daß ein Querschnitt in der hydrau­ lischen Leitung (7) zwischen der hydraulischen Ab­ zweigung (14′) und der Arbeitskammer (8) kleiner als zwischen dem Schließventil (14) und den Radbrems­ zylindern (6′) des Radbremszylinderpaares (6) ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der kleinere Querschnitt in der Leitung (7) zwischen der hydraulischen Ab­ zweigung (14′) und der Arbeitskammer (8) kleiner als der Nenndurchmesser des öffnend bzw. schließend ge­ steuerten Ventils (14) ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bremsanlage doppelt angeordnet ist, wobei der Hauptbremszylinder (1) ein Tandemzylinder ist und der Motor (9′′) und das Druck­ regelventil (13) einfach vorhanden sind, daß der Motor (9′′) mit einer zweiten Hydraulikpumpe (9′) ge­ koppelt ist, daß in der zweiten Arbeitskammer (8′) ein kolbenwegabhängig öffnendes Zentralventil (2′′′) angeordnet ist und daß in einer definierten Offen-Position des Zentralventiles (2′′′) eine hy­ draulische Verbindung zum Reservebehälter (5) geöffnet ist.