DE4038033A1

DE4038033A1 - Blockiergeschuetzte, hydraulische bremsanlage

Info

Publication number: DE4038033A1
Application number: DE19904038033
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Reinartz; Helmut Steffes; Dieter Dinkel
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-06-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte, hy draulische Bremsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist in der DE-OS 36 03 553 be schrieben. Das Trennventil wird hydraulich betätigt, wobei eine erste Fläche des Ventilkörpers den Druck im Speicher und eine zweite Fläche des Ventilkörpers vom Druck in der Radbremse belastet ist. Eine schwache Rückstellfeder hält den Ventilkörper gegen einen Anschlag, wobei der Ventil durchgang geöffnet ist.

Während einer Bremsdruckregelung fördert die Pumpe in den Hochdruckspeicher, dessen Druck den Ventilkörper gegen die Wirkung der schwachen Feder bewegt und gegen einen Ventil sitz anlegt, wodurch die Bremsleitung gesperrt wird. Nach einer Druckregelung wird der Speicherdruck abgebaut, so daß der Ventilkörper unter Wirkung der schwachen Feder zurückge stellt wird.

Mit dem Trennventil wird erreicht, daß der Hauptzylinder während einer Regelung hydraulisch gesperrt ist, so daß das Bremspedal nicht weiter durchgetreten werden kann. Dadurch erfolgen keine regelbedingte Druckschwankungen im Haupt bremszylinder, die ein Vibrieren des Pedals hervorrufen wür den. Die genannte Offenlegungsschrift sieht weiterhin eine bauliche Trennung von Trennventil und Speicher vor. Die Er findung beruht daher auf der Aufgabe eine kompakte Einheit zu finden, bei der gleichzeitig sichergestellt ist, daß das Trennventil nur ein kleines Druckmittelvolumen für seine An steuerung verbraucht.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die im kennzeich nenden Teil des Anspruchs 1 genannt sind. Die kompakte Aus gestaltung wird dadurch erreicht, daß der Betätigungskolbens des Trennventils in einer Bohrung des Speicherkolbens ge führt ist. Da die wirksame Fläche des Betätigungskolbens sehr klein ist, reichen entsprechende kleine Volumina aus, um eine Verschiebung des Betätigungskolbens und damit ein Schließen des Trennventils zu erreichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen be schrieben.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von 4 Figuren näher erläutert werden.

Die Bremsanlage besteht aus einem Tandemhauptzylinder 1 mit zwei Arbeitskammern 2 und 3, die mittels eines Schwimmkol bens voneinander getrennt sind. Mit Betätigen des symbolisch dargestellten Pedals werden die Arbeitskammern 2 und 3 unter Druck gesetzt. Jeder Arbeitskammer 2, 3 ist ein Bremskreis I, II zugeordnet. Die Radbremse 4 steht über eine Bremslei tung 8 mit der Arbeitskammer 3 in Verbindung. In die Brems leitung 8 ist ein elektromagnetisches Einlaßventil 11 einge fügt, das in seiner Grundstellung offen ist. Jedem Brems kreis ist ein Niederdruckspeicher 13 zugeordnet, der über eine Rücklaufleitung 10 mit den Radbremsen in Verbindung steht. In die Rücklaufleitung 10 zu der Radbremse 4 ist ein Auslaßventil 12 eingefügt, das elektromagnetisch betätigt wird und in seiner Grundstellung geschlossen ist. Die Ein- und Auslaßventile 11 und 12 werden von einer nicht dar gestellten elektronischen Steuereinheit mit Schaltsignalen versorgt, die das Drehverhalten der Räder mittels Sensoren erfaßt und die Schaltsignale nach einem Regelargorithmus er zeugt. Um den Druck in den Radbremsen zu erniedrigen, wird über das Auslaßventil Druckmittel in den Niederdruckspeicher 13 abgelassen. Um den Druck in den Radbremsen zu erhöhen, wird Druckmittel über das Einlaßventil 11 den Radbremsen zu geführt. Jede Radbremse steht über eine Entlastungsleitung 34, in die ein Rückschlagventil 35 eingefügt ist, unmittel bar mit der jeweils zugehörigen Arbeitskammer 2, 3 in Verbin dung. Das Rückschlagventil 35 öffnet zum Hauptbremszylinder. Die Anlage sieht weiterhin eine Pumpe 14 mit einem Druckven til 15 und einem Saugventil 16 vor. Die Pumpe 14 schließt mit ihrer Saugseite an die Saugleitung 17 zum Niederdruck speicher 13 an. Ihre Druckseite führt über eine Druckleitung 18 zu einem Hochdruckspeicher 19.

Die Bremsleitung 8 verfügt über ein Trennventil 21, das zwi schen der Arbeitskammer 2 und dem Einlaßventil 11 angeordnet ist. Weiterhin steht die Druckseite der Pumpe über ein er stes Rückschlagventil 23 mit der Bremsleitung zwischen dem Trennventil 21 und dem Einlaßventil 11 in Verbindung. Das Rückschlagventil 23 öffnet zur Bremsleitung hin. Ein zweites Rückschlagventil 22 in der Bremsleitung 8 ist zwischen dem Trennventil 21 und der Einmündung der Druckseite der Pumpe in die Bremsleitungen angeordnet. Das zweite Rückschlagven til 22 sperrt zum Trennventil 21 hin. Der Speicher besteht aus einem Speicherkolben 24, der gemäß Fig. 1 als Stufen kolben 36 ausgebildet in einer entsprechend gestuften Boh rung 25 dichtend geführt ist. Der sich ausbildende Ringraum dient als Speicherraum 26. Er ist mit der Druckseite der Pumpe 14 verbunden.

Eine starke Speicherfeder 27 ist am Speicherkolben 24 abge stützt, und hält den Speicherkolben 24 an einem Anschlag 28.

Das Trennventil besteht aus einem Einlaßraum 32 und einem Auslaßraum 29, die durch eine den Ventilsitz 31 bildende Bohrung miteinander verbunden sind. Ein Stößel 30, wirkt mit einer Ventilkugel 33, die im Einlaßraum 32 angeordnet ist, zusammen.

Wie schon erwähnt ist gemäß der Fig. 1 der Speicherkolben 24 als Stufenkolben ausgeführt, der in einer entsprechenden Stufenbohrung 25 dichtend gleitet. Die Stirnseite der klei neren Stufe begrenzt den Auslaßraum 29. Der Ringraum am Übergang der Stufen bildet den Speicherraum 26. In der größeren Stufe ist eine Längsbohrung ausgebildet, in dem der Betätigungskolben 40 dichtend gleitet. An dem Betätigungs kolben 40 ist der Stößel 30 angeformt, der dichtend durch die kleinere Stufe des Stufenkolbens 36 hindurchgeführt ist und an der Ventilkugel 33 anliegt. Am Stufenkolben ist eine Feder 41 abgestützt, die andererseits am Speicherkolben 24 abgestützt ist. Der Raum vor dem Betätigungskolben 40 steht mit dem Speicherraum 26 in Verbindung. In der gezeigten Grundstellung der Fig. 1 hält die Speicherfeder 27 den Stu fenkolben 36 an einem Anschlag 28. Die Feder 41 hält den Be tätigungskolben 40 in einer Position, in der der Stößel 30 an der Ventilkugel 33 anliegt und diese von ihrem Ventilsitz 31 entfernt hält. Wird im Speicherraum 26 ein Druck aufge baut, so bewegt sich der Betätigungskolben gegen die leichte Vorspannkraft der Feder 41 gemäß der Darstellung nach rechts, wodurch das Trennventil 21 gesperrt wird.

Die Fig. 2 und 3 sehen als Speicherkolben einen nichtge stuften Hohlzylinder 42 vor, der in einer Längsbohrung den Betätigungskolben 40 aufnimmt. Der Auslaßraum 29 ist gegen über dem Speicherraum 26 durch eine gehäusefeste Wand 43 ge trennt. Durch diese Wand 43 ist der Stößel 30 dichtend hin durchgeführt. In den übrigen Merkmalen ist der Aufbau der Bremsanlage gemäß Fig. 2 identisch der Anlage gemäß Fig. 1.

In Fig. 3 tritt die Besonderheit auf, daß der Betätigungs kolben sowohl in einer Längsbohrung des Hohlzylinders 42 als auch in einer Sackbohrung 44 im Gehäuse geführt ist. In die ser Sackbohrung wird durch die Stirnseite des Betätigungs kolbens 40 eine Gegenkammer 45 abgetrennt, die über eine Leitung 46 mit dem Niederdruckspeicher 13 in Verbindung steht. Dies hat den Vorteil, daß Druckmittel, das zum Betä tigen des Betätigungskolbens in den Speicherraum 26 gelangt, ersetzt wird durch das Druckmittel, was aus der Gegenkammer 45 an die Saugseite der Pumpe 14 gelangt.

Die Feder 41, die am Betätigungskolben 40 abgestützt ist, kann nun ihr Widerlager am Boden der Sackbohrung finden.

In Fig. 4 ist eine weitere Abwandlung dargestellt. Der Be tätigungskolben 40 ragt mit seiner einen Stirnseite ent sprechend der Fig. 3 in eine Gehäusebohrung hinein und bil det dort den Gegenraum 45. Mit seiner anderen Stirnseite be grenzt er den Auslaßraum 29. Weiterhin ist am Betätigungs kolben 40 ein Kragen 50 ausgebildet, an den der Hohlzylinder 42 anliegt. Die Speicherfeder 27 hält den Speicherkolben 24 am Kragen 50 des Betätigungskolbens 40, der wiederum an ei nem Gehäuseanschlag 51 anliegt. Der Vorteil dieser Anlage besteht darin, daß der Betätigungskolben 40 der Kraft der Speicherfeder 27 ausgesetzt wird, wodurch ein sicheres Öff nen des Trennventils nach einem Regelvorgang gewährleistet ist. Die in den Figuren skizzierte Anlage arbeitet nach fol gendem Schema.

In der Grundstellung ist die Bremsleitung offen. Die starke Speicherfeder 27 hält den Stufenkolben 24 bzw. den Hohlzylinder 42 am Anschlag 28, bzw. am Kragen 50 (Fig. 4). Die Feder 40 (bzw. die Speicherfeder 27 nach Fig. 4) hält den Betätigungskolben in einer Position, bei der das Trenn ventil 21 offen ist.

Die Einlaßventile sind geöffnet, die Auslaßventile 12 ge schlossen.

Mit Betätigen des Pedals wird Druckmittel aus den Arbeits kammern 2 und 3 zu den angeschlossenen Radbremsen verdrängt. Das Druckmittel fließt über das offene Trennventil 21, das Rückschlagventil 22 und das offene Einlaßventil 11 zur Rad bremse. In den Bremskreisen und damit in den Radbremsen wird ein Druck aufgebaut, der der Pedalkraft entspricht.

Wird die Bremse gelöst, so fließt das Druckmittel aus den Radbremsen über die Entlastungsleitung 34 mit dem Rück schlagventil 35 zurück in den Hauptbremszylinder 1.

Das Drehverhalten der Räder wird mittels Sensoren laufend überwacht, wobei die Sensorsignale durch eine nicht darge stellte elektronische Auswerteeinheit erzeugt wird, die wie derum Schaltsignale für die Ein- und Auslaßventile 11, 12 so wie den Pumpenantrieb erzeugt.

Wird nun mittels der elektronischen Auswerteeinheit festge stellt, daß eines der Räder zu blockieren droht, so schaltet die Anlage in den ABS-Modus.

Der Modus beinhaltet, daß das Einlaßventil 11 gesperrt und das Auslaßventil 12 geöffnet wird. Damit fließt Druckmittel aus der blockiergefährdeten Bremse in den Niederdruckspei cher 13. Da gleichzeitig der Antrieb der Pumpe 14 einge schaltet worden ist, wird das Druckmittel weiter in den Speicherraum 26 des Hochdruckspeichers 19 gefördert. Dadurch bewegt sich der Stufenkolben 24 bzw. den Hohlzylinder 42 ge gen die Kraft der Speicherfeder 27 nach rechts, wodurch sich, wegen der Vorspannung der Feder 27, sofort ein erheb licher Druck aufbaut, der je nach Auslegung der Bremsanlage zwischen 150 und 200 bar liegt. Gleichzeitig bewegt sich der Betätigungskolben 40 unter Einwirkung des in den Speicher raum geförderten Druckmittels, wobei der Stößel 30 die Ven tilkugel 30 freigibt, so daß diese sich auf den Ventilsitz 31 setzt. Das Trennventil 21 schließt.

In der Zwischenzeit konnte durch die Druckabsenkung in der Radbremse das zugehörige Rad ausreichend wiederbeschleuni gen. Zum erneuten Druckaufbau wird nun das Einlaßventil 11 geöffnet und das Auslaßventil 12 geschlossen. Nun fließt Druckmittel aus dem Speicherraum 26 über das Rückschlagven til 23 und das nun offene Einlaßventil 11 zur Radbremse.

Durch sukzessives Öffnen und Schließen der Ein- und Auslaß ventile 11 und 12 kann nun am Rad ein optimaler Schlupfwert eingestellt werden, indem der Druck in der Radbremse den zwischen Reifen und Fahrbahn übertragbaren Kräften angepaßt wird. Während einer derartigen Regelung wird dem Speicher 19 stets Druckmittel zugeführt und wieder entnommen. Es wird aber stets eine kleine Restmenge verbleiben, die ausreicht, das Trennventil 21 gesperrt zu halten. Während einer Rege lung ist daher der Hauptbremszylinder 1 von den Radbremsen abgekoppelt und hydraulisch gesperrt, so daß das Pedal in der Position verbleibt, die es bei Beginn der Bremsschlupf regelung erreicht hatte.

Wird allerdings die Pedalkraft soweit gesenkt, daß der zuge hörige Druck im Hauptbremszylinder 1 niedriger wird als der eingeregelte Druck in einer Radbremse, so erfolgt ein Druck ausgleich über das Rückschlagventil 35. Mit der Pedalkraft wird somit weiterhin der maximale Druck in der Radbremse be stimmt. Mit Beendigung einer Regelbremsung wird der Pumpen antrieb unterbrochen, so daß kein erneutes Druckmittel in den Speicher 19 gelangt. Der Speicherraum 26 entleert sich über das Rückschlagventil 23, dem offenen Einlaßventil 11 und dem Rückschlagventil 35 in den drucklosen Hauptbremszy linder. Die Feder 27 bewegt den Stufenkolben 24 nach links, wodurch das Trennventil 21 geöffnet wird.

Bezugszeichenliste

1 Tandem-Hauptzylinder
2 Arbeitskammer
3 Arbeitskammer
4 Radbremsen
8 Bremsleitung
10 Rücklaufleitung
11 Einlaßventil
12 Auslaßventil
13 Niederdruckspeicher
14 Pumpe
15 Druckventil
16 Saugventil
17 Saugleitung
18 Druckleitung
19 Hochdruckspeicher
21 Trennventil
22 zweites Rückschlagventil
23 erstes Rückschlagventil
24 Speicherkolben
25 Bohrung
26 Speicherraum
27 Speicherfeder
28 Anschlag
29 Auslaßraum
30 Stößel
31 Ventilsitz
32 Einlaßraum
33 Ventilkugel
34 Entlastungsleitung
35 Rückschlagventil
36 Stufenkolben
40 Betätigungskolben
41 Feder
42 Hohlzylinder
43 Wand
44 Sackbohrung
45 Gegenkammer
46 Leitung
50 Kragen
51 Gehäuseanschlag

Claims

1. Blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage mit einem Hauptbremszylinder (1), mindestens einer Radbremse (4) , einer Pumpe (14), einem Niederdruckspeicher (13) und ei nem Hochdruckspeicher (19), sowie mit Ein- und Auslaßven tilen (11, 12) zum Regeln des Bremsdruckes und einem Trennventil (21) zum Sperren des Hauptzylinders (1), wo bei in die Bremsleitung (8) die den Hauptzylinder (1) mit der Radbremse (4) verbindet, nacheinander das Trennventil (21) und das Einlaßventil (11) eingesetzt sind, und in die Rücklaufleitung (10) die die Radbremse (4) mit dem Niederdruckspeicher (13) verbindet, das Auslaßventil (12) eingefügt ist, und die Pumpe (14) aus dem Niederdruck speicher (13) in den Hochdruckspeicher (14) fördert, der wiederum über ein Rückschlagventil (23) mit der Bremslei tung (8) zwischen dem Trennventil (21) und dem Einlaßven til (11) verbunden ist, dadurch gekennzeich net, daß der Hochdruckspeicher (19) einen einen Speicherraum (26) begrenzenden Speicherkolben (24, 36, 42) aufweist und das Trennventil (21) über einen Betätigungs kolben (40) betätigbar ist, wobei der Betätigungskolben (40) dichtend in einer zentralen, axial ausgerichteten Längsbohrung im Speicherkolben (24, 36, 42) geführt ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen dem Speicherkolben (24, 36, 42) und dem Speichergehäuse eine Speicherfeder (27) abgestützt ist, und daß eine Feder (41), vorgesehen ist, die einerseits am Betätigungskolben (40) und andererseits am Speicherkolben (24, 36, 42) abgestützt ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Speicherkolben (24) als Stufen kolben (36) ausgebildet ist, der in einer entsprechenden Stufenbohrung geführt ist, wobei der Ringraum am Übergang zwischen den beiden Stufen als Speicherraum (26) fungiert und der Betätigungskolben (40) in einer Bohrung im größe ren Stufenabschnitt dichtend geführt ist, wobei ein mit dem Betätigungskolben (40) verbundener Stößel (30) dich tend durch die kleinere Stufe des Stufenkolbens (36) hin durchgeführt ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen Speicherraum (28) und Aus laßraum (29) des Trennventils (21) eine gehäusefeste Wand (43) ausgebildet ist, durch die der Stößel (30) dichtend hin durchgeführt ist.

5. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Betätigungs kolben (40) dichtend in einer Gehäusebohrung geführt ist und dort mit seiner einen Stirnseite eine Gegenkammer (45) begrenzt, wobei seine andere Stirnseite an den Spei cherraum (26) angrenzt.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Gegenkammer (45) mit dem Nieder druckspeicher (13) verbunden ist.

7. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Feder (41) in der Kammer (45) angeordnet ist und einerseits am Betätigungskolben (40) und andererseits am Gehäuse abgestützt ist.

8. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Speicherkolben Hohlzylinder (42) an einem Bund (50) des Betätigungskolbens (40) anliegt.