DE4023707A1 - Blockiergeschuetzte, hydraulische bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte, hy­ draulische Bremsanlage, gemäß dem Hauptpatent nach Anmeldung P 39 33 397.3.

Bei der dort beschriebenen Bremsanlage fließt während einer Bremsschlupfregel Druckmittel von der Pumpe über eine Dros­ sel zur Radbremse. Der Druckmittelstrom über die Drossel wird bestimmt von der Differenz zwischen dem Druck in der Radbremse und dem Druck im Hauptbremszylinder. Dies hat zur Folge, daß der Teil des Druckmittelstroms, der von der Pumpe erzeugt wird und der nicht über die Drossel abfließen kann in den Hauptbremszylinder gefördert wird. Der Druck in der Radbremse ist entsprechend dem Regelzyklus Schwankungen un­ terworfen, so daß der Druckmittelstrom über die Drossel variiert. Dies bewirkt letztlich eine Rückwirkung auf das Pedal und führt zu einer Verschlechterung der Regelgüte, da die Druckmittelmenge, die den Radbremszylindern entnommen werden muß um einen konstanten Druck zu halten, ebenfalls schwankt.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, in Weiterbildung der Bremsanlage gemäß dem Hauptanspruch, die Bremsanlage so zu konzipieren, daß die Rückwirkungen auf das Pedal in der Regelphase minimiert sind und die Regelgüte verbessert wird.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die im Hauptan­ spruch genannt sind.

Dadurch, daß der Drossel ein Druckbegrenzungsventil nach­ geschaltet ist, ergibt sich die Wirkung eines Stromregelven­ tils, so daß die Druckmittelmenge, die über die Drossel fließt, je Zeiteinheit konstant ist und zwar unabhängig vom Druckgefälle zwischen dem Hauptbremszylinder und dem Rad­ bremszylinder.

Ausführungen des Ventils sind in den Unteransprüchen 3 und 4 beschrieben.

Der Erfindungsgedanke soll im folgenden an Hand dreier Figu­ ren näher verdeutlicht werden.

Die Fig. 1 entspricht der Fig. 1 des Hauptpatentes, während die Fig. 2 und 3 Ausführungsbeispiele zeigen, die das Minimumelement 12 gemäß des Hauptpatentes ersetzen sollen.

Die in der Fig. 1 dargestellte Bremsanlage besteht aus ei­ nem Bremsdruckgeber 1, der sich wiederum zusammensetzt aus einem Hauptbremszylinder 2 und einem Bremskrafverstärker 3. Der Bremskrafverstärker 3 wird mittels eines Pedals 4 ange­ steuert, wobei die verstärkte Pedalkraft auf den Hauptbrems­ zylinder 2 übertragen wird. Der im Hauptbremszylinder 2 er­ zeugte Betätigungsdruck wird an die Anschlüsse 5 und 6 wei­ tergegeben. An den Anschluß 5 schließt eine Bremsleitung 7 an, die sich verzweigend zu den Radbremsen 10, 11 eines Bremskreises führt. Am Anschluß 6 sind weitere Bremsen des Fahrzeuges angeschlossen und zwar in gleicher Weise wie dies im folgenden für den dargestellten Bremskreis beschrieben ist. Die Bremsleitung 7 verzweigt in zwei Zweigleitungen 8 und 9, an die je eine Radbremse 10, 11 angeschlossen ist. Beide Radbremsen stehen über je eine Rücklaufleitung 13 mit einem Vorratsbehälter 15 in Verbindung. Den Bremsleitun­ gen 8, 9 bzw. der Rücklaufleitung 13 ist ein Ventil, ein so­ genanntes Minimumelement 12 zugeordnet, das so geschaltet ist, daß jenach dem welche Druckverhältnisse herrschen ent­ weder die Rücklaufleitung 13 oder die Bremsleitung 8, 9 ge­ sperrt ist. In die Rücklaufleitung zwischen dem Vorratsbe­ hälter 15 und dem Minimumelement 12 ist ein elektromagne­ tisch betätigtes Auslaßventil 14 angeordnet, das in seiner Grundstellung geschlossen ist. Eine Pumpe 16 fördert aus dem Vorratsbehälter 15 über ein Rückschlagventil 17 in die Druckleitung 18. Die Druckleitung 18 schließt an die Brems­ leitung 7 an. Der Vorratsbehälter 15 ist wie üblich unmit­ telbar an den Hauptbremszylinder 2 angesetzt, wobei eine Druckmittelverbindung zwischen den Arbeitskammern des Haupt­ bremszylinders besteht, wenn das Pedal 4 nicht betätigt ist.

Weiterhin besteht eine direkte Verbindung zwischen der Bremsleitung 8 und der Rücklaufleitung 13 über eine Quer­ schnittsverengung 19 (Drossel). Es werden die Teil­ stücke 8′, 9′ bzw. 13′ der Leitungen miteinander verbunden, die oberhalb des Minimumelements 12 anschließen, also zwi­ schen dem Minimumelement 12 und dem Hauptbremszylinder 2 bzw. dem Minimumelement 12 und dem Auslaßventil 14.

Das Minimumelement 12 weist im wesentlichen einen Steuerkol­ ben 20 auf, der mit seinen gegenüberliegenden Stirnseiten je eine Kammer 21, 22 begrenzt. Diese Kammern stehen mit den Teilstücken 8′, 9′, 13′ von Bremsleitung 8, 9 und Rücklauf­ leitung 13 in Verbindung, wobei in der Verbindung von der Bremsleitung 8′ und zur Kammer 21 eine Zusatzdrossel 29 ein­ gefügt ist. Der Steuerkolben 20 weist an seiner Mantelfläche drei Ringnuten 23, 24, 25 auf, die über ein Kanalsystem 26 im Steuerkolben 20 miteinander in Verbindung stehen. Die mittlere Nut 23 steht unabhängig von der Lage des Steuerkol­ bens 20 mit der Radbrems 10 bzw. 11 in Verbindung. In der dargestellten linken Position des Steuerkolbens steht die Nut 24 mit dem Teilstück 8′ bzw. 9′ der Bremsleitung in Ver­ bindung. Das Teilstück 13′ der Rücklaufleitung ist gesperrt. Wird der Schaltkolben 20 gegen die Kraft einer Feder 27 nach rechts geschoben, wobei er sich von einem Anschlag 28 ent­ fernt, so wird das Bremsleitungsteilstück 8′ unterbrochen und das Teilstück 13′ der Rücklaufleitung an die Nut 25 an­ geschlossen.

Je nach Stellung des Kolbens ist somit entweder die Brems­ leitung 8, 9 oder die Rücklaufleitung 13 geöffnet.

Die Anlage arbeitet nach dem folgenden Schema:
In der Grundstellung der Bremsanlage ist das Auslaßventil 14 gesperrt, die Pumpe 16 steht still und der Steuerkolben 20 befindet sich in der dargestellten Position. Dies bedeutet, daß die Bremsleitung 8, 9 geöffnet ist, während die Rück­ laufleitung 13 gesperrt ist. Beim Betätigen des Bremspedals wird der im Hauptbremszylinder 2 erzeugte Druck über die Bremsleitung 7, 8 bzw. 7, 9 zu den angschlossenen Radbrem­ sen 10, 11 übertragen.

Das Drehverhalten der Räder wird laufend mittels Sensoren S überwacht, die ihre Signale an eine nicht dargestellte Aus­ werteinheit geben. Auf diese Weise kann festgestellt werden, wann bei einem der Räder eine Blockiertendenz auftritt. In diesem Fall wird der Antrieb der Pumpe 16 eingeschaltet und das Ventil 14 angesteuert. Wenn dieses die Rücklauflei­ tung 13 freigibt, kann Druckmittel über die Drossel 19 aus der Bremsleitung in den Vorratsbehälter 15 fließen. Es ent­ steht ein Druckgefälle an der Drossel 19 und zwischen den Kammern 21 und 22. Die Druckdifferenz bewirkt, daß der Schaltkolben 20 nach rechts verschoben wird, womit die Rück­ laufleitung 13 geöffnet und die Bremsleitung gesperrt wird.

Nun fließt Druckmittel aus der Radbremse 10 über die Nut 23, dem Kanalsystem 26 und der Nut 25 in die Rücklaufleitung 13′ und von dort in den Vorratsbehälter. Der Druck in der Rad­ bremse wird gesenkt, so daß das Rad ausreichend wiederbe­ schleunigen kann.

Sobald ein erneuter Druckaufbau notwendig oder möglich wird, wird das Auslaßventil geschlossen, so daß die Rücklauflei­ tung gesperrt ist. Es existiert weiterhin ein Druckgefälle zwischen den Kammern 21 und 27, so daß der Kolben 20 umge­ schaltet bleibt. Die Verbindung der Radbremse zur Pumpe ver­ läuft somit weiterhin über die Drossel 19, wodurch sich ein weicher Druckaufbau einstellt. Auf diese Weise läßt sich durch Öffnen und Schließen des Aulaßventils 14 der Brems­ druck einstellen und damit die Umdrehungsgeschwindigkeit derart bestimmen, daß kein übermäßiger Radschlupf auftritt. Die Schaltung hat insbesondere den Vorteil, daß nur ein elektromagnetisch betätigtes Ventil pro geregelten Rad not­ wendig ist, wodurch eine wesentliche Vereinfachung hervorge­ rufen wird.

Das Minimumelement 12 kann nun gemäß der Fig. 2 und 3 um ein Druckbegrenzungsventil erweitert werden.

Gemäß der Fig. 2 wird der Steuerkolben 20 um einen Teilkol­ ben 36 erweitert, der eine Ringnut 32 aufweist. Vom Anschluß A (siehe auch Fig. 1) führt eine sich verzweigende Leitung 30 mit einem zweiten Leitungsstück 30′ in die zweite Kammer 22 und über ein Zweigleitungsstück 30′′ in die Ringnut 32. In dem Hauptteil der Leitung ist die Drossel 19 eingefügt. Die Ringnut 32 steht weiterhin über ein Leitungsstück 33 mit dem Teilstück 13′ der Rücklaufleitung in Verbindung (An­ schluß C, gemäß Fig. 1). Der Teilkolben 36 weist noch einen Ringsteg 34 auf, der bei einer Verschiebung des Steuerkol­ bens 20 das Zweigleitungsstück 30′′ überdeckt. Die Rück­ stellfeder 27 wird in der Regel stärker ausgelegt werden müssen und soll im folgenden als Druckfeder 35 bezeichnet werden.

Ringsteg 34 und Leitungsstück 30′′ bilden zusammen das Druckbegrenzungsventil 31, das hier als Schieberventil aus­ gebildet ist. Die Darstellung des Ventils entspricht in den übrigen Merkmalen dem Minimumelelement 12 gemäß der Fig. 1.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel darge­ stellt. Das Druckbegrenzungsventil 31 ist hier als Sitzven­ til dargestellt. Demnach ist von der zweiten Kammer 22 über eine Trennwand 41 eine weitere Kammer 42 abgetrennt, wobei die Trennwand über einen Durchlaß 44 verfügt. Ein in der zweiten Kammer 22 angeordnetes Ventilelement 40 ist mit dem Steuerkolben 20 verbunden und zwar derart, daß bei einer Verschiebung des Steuerkolbens 20 das Ventilelement 40 den Durchlaß 44 dichtend versperrt. Die Kammer 22 steht über die Verbindungsleitung 30 mit der Drossel 19 mit dem Anschluß A in Verbindung. Dies entspricht der Darstellung gemäß der Fig. 1. Die weitere Kammer 42 steht über eine Leitung 43 mit dem Anschluß C in Verbindung.

Wichtig ist in beiden Ausführungsbeispielen, daß die Kammer 22 bei umgeschaltetem Ventil nicht mehr unmittelbar mit den Radbremsen in Verbindung steht.

Die Ventile gemäß den Fig. 2 und 3 arbeiten nach dem folgen­ den Schema. Sobald der Anschluß C durch Schalten des Ventils 14 geöffnet wird, kann Druckmittel über das offene Ventil 31 aus der zweiten Kammer 22 abfließen. Da wegen der Drossel 19 nicht sofort Druckmittel vom Anschluß A nachfließen kann, sinkt der Druck in der zweiten Kammer 22, so daß der Druck in der Kammer 21 in der Lage ist, den Kolben 20 zu verschie­ ben. Dies hat zur Folge, daß, wie schon zu Fig. 1 erläutert worden ist, die Bremsleitung 8 gesperrt und die Rücklauflei­ tung 13 geöffnet wird. Gleichzeitig wird das Druckbegren­ zungsventil 31 geschlossen. Damit wird auch der Druckmittel­ fluß über die Leitung 19 unterbrochen, so daß es wiederum zu einer Angleichung der Drücke in den Kammern 21 und 22 kommt, wodurch das Ventil 31 wieder geöffnet wird. Letztlich stellt sich ein Regelvorgang ein, derart, daß das Druckgefälle an der Drossel 19 der Kraft der Feder 35 entspricht, so daß das Druckbegrenzungsventil 31 eine Drosselstellung einnimmt, die zwischen offen und geschlossen liegt. Da der Druckmittelfluß über die Drossel 19 direkt vom Druckgefälle an der Drossel abhängt, ergibt sich ein konstanter Druckmittelstrom.

Durch ein getaktetes Ansteuern des Ventils 14 läßt sich auch der Druckmittelstrom in der Rücklaufleitung bestimmen. Ist er größer als der Druckmittelstrom über die Drossel 19, so wird der Druck in der Radbremse abgebaut, ist er kleiner, so erfolgt eine Druckerhöhung in der Radbremse.

Da nun der Druckmittelstrom über die Drossel 19 konstant ist, kann sich die Ansteuerung des Ventils 14 an einem konstanten Wert orientieren. Dadurch wird die Regelgüte ver­ bessert. Gleichzeitig ist der Teil des Druckmittelstromes von der Pumpe der zum Hauptbremszylinder geleitet wird, konstant womit die Rückwirkungen auf das Pedal minimiert sind.

Bezugszeichenliste

 1 Bremsdruckgeber
 2 Hauptbremszylinder
 3 Bremskraftverstärker
 4 Pedal
 5 Druckanschluß
 6 Druckanschluß
 7 Bremsleitung
 8 Zweigleitung
 9 Zweigleitung
10 Radbremse
11 Radbremse
12 Minimumelement
13 Rücklaufleitung
14 Auslaßventil
15 Vorratsbehälter
16 Pumpe
17 Rückschlagventil
18 Druckleitung
19 Drossel
20 Steuerkolben
21 erste Kammer
22 zweite Kammer
23 Ringnut
24 Ringnut
25 Ringnut
26 Kanalsystem
27 Feder
28 Anschlag
30 Verbindungsleitung
31 Druckbegrenzungsventil
32 Ringnut
33 Leitung
34 Ringsteg
35 Druckfeder
36 Teilkolben
40 Ventilkugel
41 Trennwand
42 Ventilraum
43 Zweigleitung
44 Durchlaß

Claims (4)

1. Blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Bremsdruckgeber (1), einem Druck­ mittelsammler (15), mindestens einer Radbremse (10, 11) die über eine Bremsleitung (7, 8, 9) mit dem Bremsdruck­ geber (1) und über eine Rücklaufleitung (13) mit dem Druckmittelsammler (15) in Verbindung steht, einem elektromagnetisch betätigten Auslaßventil (14), das in die Rücklaufleitung (13) eingefügt ist und in seiner Ru­ hestellung die Rücklaufleitung (13) sperrt und in seiner Schaltstellung die Rücklaufleitung (13) freigibt, einem Ventil (12) in der Rücklaufleitung (13) und der Bremslei­ tung (8, 9), dessen Steuerkolben (20) zwei gegenüberlie­ gende Stirnseiten aufweist, die an Kammern (21, 22) an­ grenzen, die mit den Leitungsabschnitten (8, 9, 13) der Bremsleitung (8, 9) bzw. der Rücklaufleitung (13) ober­ halb des Ventils (20) in Verbindung stehen, wobei der Steuerkolben (20) derart bewegbar ist, daß die Kammer von den beiden Kammern (21, 22), die den kleineren Druck auf­ weist, an die Radbremse (10, 11) angeschlossen ist, während die andere gesperrt ist, einer Drossel (19), die die Kammern (21, 22) miteinander verbindet, einer Pumpe (16), die aus dem Druckmittelsammler (15) Druckmittel an­ saugt und über eine Druckleitung (18) in die Bremsleitung fördert, einem Sensor zum Erfassen der Winkelgeschwindig­ keit des abzubremsenden Rades, und einer elektronischen Auswerteinheit, die das Sensorsignal auswertet und Schaltsignale für den Pumpenantrieb und das Auslaßventil (14) erzeugt, wobei der Druckmittelsammler ein Vorratsbe­ hälter (15) ist, der zur Atmosphäre hin offen ist, und der bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder (2) des Bremsdruckgebers (1) mit der Arbeitskammer des Haupt­ bremszylinders in Verbindung steht, (nach Hauptpatent P 39 33 397.3), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Drossel (19) und dem Teilstück (13′) der Rücklaufleitung (13) ein Druckbegrenzungsventil (31) ge­ schaltet ist, das auf den Druckunterschied zwischen den Kammern (21, 22) anspricht.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (20) an seinem Außenrand drei Ringnuten (23, 24, 25) aufweist, die durch Stege voneinander getrennt sind und über ein Kanalsystem (26) miteinander in Verbindung stehen, wobei die mittlere Nut (23) unabhängig von der Stellung des Steuerkolbens (20) mit der Radbremse (10, 11) in Verbin­ dung steht, während die weiteren Nuten (25, 24) je nach Schaltstellung mit einem Außenanschluß korrespondieren oder von ihm getrennt sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (20) um einen Teilkolben (36) erweitert ist, der eine Ringnut (32) aufweist, wobei die Ringnut (32) über eine Leitung (30′′, 30) in die die Drossel (19) eingefügt ist mit dem Bremsleitungsstück (8′) verbunden ist und über eine wei­ tere Leitung (33) mit dem Teilstück (13′) der Rücklauf­ leitung (13), und daß die Einmündung der Leitung (30′′) mittels eines Stegs (34) am Teilkolben (36) bei einer Bewegung des Steuerkolbens (20) gegen die Druckfeder (35) verschließbar ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die zweite Kammer (22) eine weitere Kammer (42) anschließt, die von der zweiten Kammer über eine durchbrochene Trennwand (41) ab­ getrennt ist, daß der Durchbruch der Wand (41) mittels eines Schließkörpers (40), der am Steuerkolben (20) be­ festigt ist verschließbar ist, und daß die Kammer (42) über eine Leitung (43) mit dem Teilstück (13′) der Rück­ laufleitung verbunden ist.