DE60206778T2

DE60206778T2 - Doppelt wirkender hauptbremszylinder

Info

Publication number: DE60206778T2
Application number: DE60206778T
Authority: DE
Inventors: Andrew Wasson
Original assignee: Robert Bosch LLC
Current assignee: Robert Bosch LLC
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: EP1420987A1; DE60206778D1; WO2003010038A1; EP1420987B1; US6402263B1; ES2249597T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hauptzylinder mit mechanischer Betätigung zur Bewirkung einer ersten Bremsbetätigung als Reaktion auf eine Bedienereingabe und elektronischer Betätigung zur Bewirkung einer zweiten Bremsbetätigung als Reaktion auf eine Eingabe von einer elektronischen Steuereinheit.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die US-Patente 5,018,353 und 5,111,661 offenbaren Hauptzylinder, bei denen es zwischen einer ersten Kammer in einer Bohrung eines Gehäuses und einem Behälter durch ein einem ersten Kolben zugeordnetes eine einzige mittlere Öffnung aufweisendes Ausgleichsventil und einer zweiten Kammer in der Bohrung durch eine zwischen einer radialen Öffnung und einer an einem zweiten Kolben getragenen Dichtungskonstruktion hergestellte Beziehung zu einem Ausgleich kommt. Um die Möglichkeit des Schneidens einer Noppe in einer Dichtung durch Extrusion in die radiale Öffnung zu beseitigen, offenbaren die US-Patente 5,207,062 und 5,279,125 die Verwendung eines zweiten eine mittlere Öffnung aufweisenden Ausgleichsventils, durch das Ausgleich für die zweite Kammer in einer Bohrung erreicht wird. In Hauptzylindern mit solch getrennten Ausgleichsventilen für die erste und zweite Druckkammer in der Bohrung erfolgt die Verbindung in der Regel durch Öffnungen von getrennten Durchgängen im Gehäuse, wenn sich der erste und der zweite Kolben in einer Ruhestellung befinden. Wenn sich der erste und der zweite Kolben der Ruhestellung annähern, nehmen Anschlagstifte die Ausgleichsventile in Eingriff, um das Ausgleichsventil zu öffnen und eine Verbindung zwischen dem Behälter und der Bohrung einzuleiten. Leider ist der durch den hinteren Kolben erforderliche Durchgang ziemlich lang, da die Ausgleichsöffnung neben dem Ende des Gehäuses für den Hauptzylinder angeordnet sein muss. Wenn solche Hauptzylinder in eine vordere Kammer eines Vakuumbremskraftverstärkers ausgespart sind, muss hinsichtlich der Dichtungskonstruktion zusätzlich dafür Sorge getragen werden, dass das Vakuum kein Fluid in den Vakuumbremskraftverstärker saugt.
Das US-Patent 5,943,863 offenbart einen Hauptzylinder mit einem ersten und einem zweiten eine mittlere Öffnung aufweisenden Ausgleichsventil, die der ersten bzw. der zweiten Käfiganordnung, die den ersten und den zweiten Kolben in einer Bohrung eines Hauptzylinders anordnet, zugeordnet sind. Bei diesem Hauptzylinder weist jedes der eine mittlere Öffnung aufweisenden Ausgleichsventile einen Ventilkegel auf, der sich von einem Schaft aus erstreckt, welcher einen ersten Halter mit einem zweiten Halter verbindet, um eine Rückstellfeder in einen Käfig einzuschließen. Als Reaktion auf eine durch einen Bediener an einen ersten Kolben angelegte Eingabekraft bewegen sich der erste und der zweite Kolben in einer Bohrung, um zunächst die Rückstellfedern zu komprimieren und danach zu gestatten, dass der Ventilkegel einen Sitz in Eingriff nimmt und eine erste und eine zweite Kammer abdichtet, um danach Druckfluid zu erzeugen und eine Bremsbetätigung zu bewirken. Diese Art von Hauptzylinder funktioniert auf angemessene Weise für eine Betriebsbremsenbetätigung, wenn jedoch zusätzliche Funktionen in eine Bremsanlage eingeführt werden, wie zum Beispiel Antriebsschlupf- und Schwingungsregelung, ist eine zusätzliche Konstruktion einer in dem US-Patent 5,456,525 offenbarten Art erforderlich, um Druckfluid bereitzustellen und so die erwünschte Funktion zu erfüllen.
Eine alternative Ausführung wird in der GB2305477 gezeigt, in der ein Tandemhauptzylinder über eine elektronische Steuereinheit eine Eingabe von Sensoren empfängt, um einen Motor und eine Schnecke zu steuern und so den Druck in beiden Kammern als Teil einer automatischen Bremsanlage zu erhöhen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Bremsanlage mit einem Hauptzylinder, der eine erste Betriebsart, die auf eine Bedienereingabe reagiert, um Druckfluid zu erzeugen und eine entsprechende erste Bremsbetätigung zu bewirken, und eine zweite Betriebsart, die auf eine elektronische Eingabe reagiert, um Druckfluid zu erzeugen und eine entsprechende zweite Bremsbetätigung zu bewirken, aufweist.
Gemäß dieser Erfindung ist eine Bremsanlage mit einem Hauptzylinder mit einem Gehäuse, in dem eine Bohrung ausgebildet ist, ausgestattet. Die Bohrung ist durch eine radiale Öffnung und eine axiale Öffnung mit einem Behälter und durch eine erste und eine zweite Auslassöffnung mit der Bremsanlage verbunden. Ein erster und ein zweiter Kolben sind durch ein erstes elastisches Glied in der Bohrung angeordnet, welches zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben angeordnet ist, um Grenzen für eine erste Kammer zu definieren, und durch ein zweites elastisches Glied, welches zwischen dem zweiten Kolben und dem Boden der Bohrung angeordnet ist, um Grenzen für eine zweite Kammer zu definieren. Das erste und das zweite elastische Glied umfassen jeweils eine erste Feder und eine zweite Feder. Die erste Feder ist durch ein Gestängeglied zwischen einem ersten Halter und einem zweiten Halter in einem Käfig eingeschlossen. Das Gestängeglied enthält einen Schaft mit einem Kopf, der den ersten Halter in Eingriff nimmt, und ein Ende, das den zweiten Halter in Eingriff nimmt, um die erste Feder zwischen dem ersten und dem zweiten Halter festzuhalten. Die zweite Feder befindet sich zwischen dem Kopf und dem ersten Halteglied. Die erste Kammer ist durch einen axialen Durchgang im zweiten Kolben mit der radialen Öffnung verbunden, während die zweite Kammer mit der axialen Öffnung im Gehäuse verbunden ist. Der erste und der zweite Kolben reagieren auf eine Eingabekraft, die durch ein erstes Eingabeglied an den ersten Kolben angelegt wird, indem sie sich zunächst in der Bohrung bewegen, um die ersten Federn des ersten und des zweiten elastischen Glieds zu komprimieren, und danach gestatten, dass die zweiten Federn gleichzeitig den Kopf auf dem Schaft des Gestängeglieds des ersten elastischen Glieds in Eingriff mit einem Sitz am zweiten Kolben bewegen, um den axialen Durchgang und den Kopf auf dem Schaft des Gestängeglieds des zweiten elastischen Glieds in Eingriff mit einem Sitz für die axiale Öffnung des Gehäuses abzudichten und so eine Verbindung zwischen der Bohrung und dem Behälter zu beenden. Durch weitere Bewegung des ersten und des zweiten Kolbens durch die Eingabekraft vom Bediener in die erste und die zweite Kammer, wird Druckfluid erzeugt, das durch die erste und die zweite Auslassöffnung der Bremsanlage zugeführt wird, um eine erste Bremsbetätigung zu bewirken. Ein zweites Eingabeglied weist einen Schieber auf, der abdichtend in der axialen Öffnung des Gehäuses angeordnet ist. Der Schieber weist eine zylindrische Basis auf, die eine Fläche für einen Sitz für den Kopf am Kopf des Gestängeglieds des zweiten elastischen Glieds bildet. Der Schieber weist einen Durchgang oder eine konzentrische Axialbohrung auf, durch die die zweite Kammer mit dem Behälter verbunden ist. Ein dem Schieber zugeordnetes Magnetventil ist mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) verbunden. Die ECU empfängt Eingaben, die die Betriebszustände des Fahrzeugs und die Umgebung betreffen, und wenn die ECU ermittelt, dass das Fahrzeug unerwünschten Bedingungen, die den sicheren Betrieb des Fahrzeugs beeinträchtigen können, ausgesetzt ist oder werden könnte, wird ein Eingangssignal zugeführt, um das Magnetventil zu aktivieren. Durch Aktivierung des Magnetventils wird bewirkt, dass der Schieber zunächst seine zylindrische Basis in die zweite Kammer bewegt und die erste Feder komprimiert und gestattet, dass die zweite Feder den Kopf auf dem Schaft in Eingriff mit dem am Schieber ausgebildeten Sitz drückt, um die zweite Kammer gegen den Behälter abzudichten. Danach wird durch weitere Bewegung des Schiebers in die zweite Kammer Fluid in der zweiten Kammer mit Druck beaufschlagt und zur Hinterradbremse weitergeleitet, um eine zweite Bremsbetätigung zu bewirken und die Auswirkung der unerwünschten Bedingungen zu lindern.
Ein Vorteil dieser Bremsanlage wird durch einen Hauptzylinder mit einem ersten und einem zweiten Eingabeglied zur Erzeugung von Druckfluid zur Bewirkung einer entsprechenden ersten und zweiten Bremsbetätigung bereitgestellt.
Noch ein weiterer Vorteil dieser Erfindung wird durch ein zweites Eingabeglied bereitgestellt, das einen Sitz bewegt, um zunächst eine Betriebskammer von einem Behälter abzudichten, und danach einen Schieber bewegt, um Druckfluid in der Betriebskammer zu erzeugen und eine Bremsbetätigung zu bewirken.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht in einem Magnetventil, das einen Schieber mit einem Sitz daran aufweist, durch den eine Betriebskammer mit einem Behälter verbunden wird, der aktiviert wird, um einen Ventilkegel an einem Ausgleichsventil in Eingriff zu nehmen, und sich in die Betriebskammer bewegt, um darin Druckfluid zu erzeugen und eine Bremsbetätigung zu bewirken.
Noch ein weiterer Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht in dem Vermögen, ein erstes und ein zweites Eingabeglied eines Hauptzylinders gleichzeitig zu betätigen, um die Betätigungszeit bei der Erzeugung von Druckfluid zwecks Bewirkung einer Bremsbetätigung zu verringern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer Bremsanlage mit einer Schnittansicht eines Hauptzylinders mit einem ersten und einem zweiten Eingabeglied zur Erzeugung von Druckfluid zwecks Bewirkung entsprechender Bremsbetätigungen gemäß den Grundzügen dieser Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Hauptzylinders von 1; und
3 ist eine Schnittansicht des Hauptzylinders von 1, die eine zweite Betriebsart darstellt, bei der Druckfluid zur Bewirkung einer Bremsbetätigung als eine Funktion einer elektronischen Eingabe von einer ECU abgeleitet wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die in 1 dargestellte Bremsanlage 10 enthält einen Hauptzylinder 12, der mit einer vorderen Kammer eines Vakuumbremskraftverstärkers 14 verbunden ist. Der Bremskraftverstärker 14 empfängt eine Eingangskraft von einem Bremspedal 16 zur Zuführung einer Betätigungskraft zum Hauptzylinder 12, um einen ersten 42 und zweiten 44 Kolben, die sich in einer Bohrung 20 des Gehäuses 22 befinden, zur Versorgung der Vorderradbremsen 24, 24' und Hinterradbremsen 26, 26' eines Fahrzeugs mit Druckfluid zwecks Bewirkung einer Bremsbetätigung zu bewegen. Die Vorderradbremsen 24, 24' und Hinterradbremsen 26, 26' sind jeweils mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, einschließlich eines Aufbaumagnetventils 15, eines Ableitventils 15' und eines Raddrehzahlsensors 17, der Informationen an eine elektronische Steuereinheit (ECU) 300 weiterleitet, um aktuelle Informationen über den funktionalen Betrieb des Fahrzeugs bezüglich einer Straßenoberfläche und der Bremsanlage 10 zu liefern.
Des Weiteren empfängt die ECU 300 Informationen über andere Eingaben und Daten, die den Betrieb des Fahrzeugs betreffen und sich auf eine Bremsbetätigung oder den sicheren Betrieb des Fahrzeugs auswirken, einschließlich des Betriebs der Motorpumpe „M", einer getrennten Druckfluidquelle für das Fahrzeug, des Drucks eines Druckversorgungsfluids, von dem Fahrzeug erfahrener dynamischer Kräfte, Speicherfluidversorgung, des Fluidpegels in einem Behälter usw., aber nicht darauf beschränkt. Die ECU 300 bewertet die Daten und Informationen, die von den verschiedenen Sensoren empfangen werden, und aktiviert ein geeignetes Aufbaumagnetventil 15 und/oder Ableitventil 15' mit einem Signal, wodurch einer entsprechenden Vorderradbremse 24, 24' und/oder Hinterradbremse 26, 26' Druckfluid zugeführt werden kann, um darin eine Bremsbetätigung zu bewirken und einen Zustand zu lindern, der sich auf den sicheren Betrieb des Fahrzeugs auswirken kann. Die Hinterradbremsen 26, 26' sind nach Art einer kombinierten Scheiben- und Trommelbremsanordnung wie im US-Patent 6,234,278 und in der US-Anmeldung 09/916,708 offenbart, bei denen eine manuelle Eingabe zur Bewirkung einer Feststellbremsbetätigung verwendet wird.
Der Hauptzylinder 12 wird in 2 ausführlicher gezeigt und weist ein Gehäuse 22 mit einer darin ausgebildeten Bohrung 20 auf. Die Bohrung 20 ist durch eine radiale Öffnung 28 und einen Durchgang 30 mit einem Behälter 32 und durch Auslassöffnungen 34 und 36 mit den Vorderradbremsen 24, 24' und Hinterradbremsen 26, 26' verbunden. Ein Magnetventil 200, das als zweites Eingabemittel fungiert, weist einen Schieber 202 mit einer zylindrischen Basis 206 auf, die in der Öffnung 38 des Durchgangs 30 angeordnet ist, um einen Sitz 40' für eine ringförmige Dichtung 88' eines mittleren Ausgleichsventils 148 zu definieren. Der erste 42 und der zweite 44 Kolben des Hauptzylinders 12 sind durch ein erstes 46 und ein zweites 48 elastisches Mittel in einer Bohrung 20 angeordnet, um eine erste Kammer 50 und eine zweite Kammer 52 zu definieren.
Der erste Kolben 42 enthält einen zylindrischen Körper 54, in dem Nuten ausgebildet sind, um eine erste 56 und zweite 58 Dichtung zur Abdichtung der Bohrung 20 gegen die umliegende Umgebung aufzunehmen, eine axiale Vertiefung 60 zur Aufnahme eines Kopfes einer Ausgangsschubstange 17 von dem Vakuumbremskraftverstärker 14 und einen Vorsprung 62 mit einer axialen Bohrung 64 darin.
Der zweite Kolben 44 weist einen zylindrischen Körper 66 mit Nuten zur Aufnahme von Dichtungen 68 und 70 und eine durch einen radialen Durchgang 74 mit einem in die Kammer 50 mündenden axialen Durchgang 76 verbundene Ausgleichsnut 72 auf. Ein ringförmiger Vorsprung 78 an der Fläche 80 des zylindrischen Körpers 66 umgibt den axialen Durchgang 76 zur Definition eines Sitzes 40 für ein eine mittlere Öffnung aufweisendes Ausgleichsventil 146. Ein ringförmiger Vorsprung 67, der sich von der Fläche 82 am Kolben 44 erstreckt, weist darin eine Axialbohrung 84 auf. Ein Anschlagbolzen 28' ist in der radialen Öffnung 28 angeordnet und erstreckt sich in die Ausgleichsnut 72, um die Querbewegung des zweiten Kolbens 44 in der Bohrung 20 auf die axiale Länge der Ausgleichsnut 72 zu begrenzen.
Das erste elastische Mittel 46 befindet sich in der Bohrung 20 zwischen dem ersten 42 und dem zweiten 44 Kolben, um die Grenzen für die erste Kammer 50 zu definieren, während sich das zweite elastische Mittel 48 zwischen der sich in der Öffnung 38 des Durchgangs 30 befindlichen zylindrischen Basis 206 am Schieber 202 in der Bohrung 20 und dem zweiten Kolben 44 befindet, um die Grenzen für die zweite Kammer 52 zu definieren. Die Stärke des ersten 46 und zweiten 48 elastischen Mittels ist derart, dass das zweite elastische Mittel 48 den Kolben 44 in Eingriff mit dem Anschlagbolzen 28' drängt, um die Ausgleichsnut 72 des Kolbens 44 auf den radialen Durchgang 28 auszurichten, und infolgedessen sind die Durchgänge 74 und 76 immer mit dem Behälter 32 verbunden.
Das erste 46 und das zweite 48 elastische Mittel weisen im Wesentlichen die gleiche Ausführung und die gleiche funktionale Wirkungsweise auf und können im Folgenden durch die gleiche Zahl plus ' identifiziert werden.
Wie am besten in 2 dargestellt, befindet sich das erste elastische Mittel 46 in der Bohrung 20 des Hauptzylinders 12 und enthält eine erste Feder 90 und eine zweite Feder 92. Die erste Feder 90 ist durch eine Gestängeanordnung oder ein Gestängeglied 98 zwischen einem ersten Halter 94 und einem zweiten Halter 96 in einem Käfig eingeschlossen, während sich die zweite Feder 92 zwischen dem ersten Halter 94 und einem Kopf 126 des Schafts 124 des Gestängeglieds 98 befindet.
Die zweite Feder 92 drückt einen Ventilkegel 88 am Kopf 126 am Schaft 124 zu einem Sitz 40 am zylindrischen Körper 66 des zweiten Kolbens 44, um die Verbindung zwischen der Bohrung 20 und dem Behälter 32 zu kontrollieren. Somit funktionieren die zweite Feder 92 und der Kopf 126 als ein erstes eine mittlere Öffnung aufweisendes Ausgleichsventil 146.
Der erste Halter 94 weist einen zylindrischen Kegel oder Körper 100 auf, der sich von einer Basis 102 zur Definition einer ersten Schale erstreckt. Die Basis 102 weist eine axiale Öffnung 104 auf, während der zylindrische Körper 100 einen äußeren Umfangsflansch 106 an einem offenen Ende davon aufweist. Der zylindrische Kegel oder Körper 100 weist mehrere Öffnungen 95, 95' auf, wodurch ein uneingeschränkter Fluidstrom zwischen dem Durchgang 76 und der Kammer 50 gestattet wird, wenn der Flansch 106 die Fläche 80 am zylindrischen Körper 66 des Kolbens 44 in Eingriff nimmt.
Der zweite Halter 96 weist einen zylindrischen Kegel oder Körper auf, der sich von der Basis 112 zur Definition einer zweiten Schale erstreckt. Die Basis 112 weist eine axiale Öffnung 114 auf, die durch einen Schlitz mit einer Öffnung größeren Durchmessers, die von der axialen Öffnung 114 versetzt ist, verbunden ist. Der zylindrische Körper weist ein offenes Ende mit einem Umfangsflansch 122 zur Positionierung des Halters 96 an einem Vorsprung auf, der sich von einem Kolben 42 erstreckt, um den zweiten Halter 96 in der Bohrung 20 auszurichten.
Die Gestängeanordnung oder das Gestängeglied 98 enthält einen Schaft 124 mit einem Kopf 126, der die Basis 102 des ersten Halters 94 in Eingriff nimmt, und ein unteres Ende 128, das nach Passieren durch die axiale Öffnung 104 im ersten Halter 94 und die versetzte Öffnung größeren Durchmessers im zweiten Halter 96 zur axialen Öffnung 114 verschoben wird. Danach nimmt das untere Ende 128 am Schaft 124, das einen größeren Durchmesser als die Öffnung 114 aufweist, die Basis 112 in Eingriff, um die erste Feder 90 zwischen dem ersten 94 und dem zweiten 96 Halter in einem Käfig einzuschließen. Der Kopf 126 am Schaft 124 weist einen zylindrischen Körper mit einer ringförmigen Gleitringdichtung auf, der einen Ventilkegel 88 für das eine mittlere Öffnung aufweisende Ausgleichsventil 146 definiert. Die zweite Feder 92 befindet sich zwischen der Basis 102 des ersten Halters 94 und einer Rippe 130 am zylindrischen Körper des Kopfs 126, um den Ventilkegel 88 zu dem an der Fläche 80 am zylindrischen Körper 66 des zweiten Kolbens 44 ausgebildeten Sitz zu drücken.
Wie am besten in 2 zu sehen, befindet sich das zweite elastische Mittel 48 in der Bohrung 20 des Hauptzylinders 12 und enthält eine erste Feder 90' und eine zweite Feder 92'. Die erste Feder 90' ist durch ein Gestängeglied 98' zwischen einem ersten Halter 94' und einem zweiten Halter 96' in einem Käfig eingeschlossen.
Die zweite Feder 92', die sich zwischen dem ersten Halter 94' und dem Kopf 126' des Gestängeglieds 98' befindet, drückt einen Ventilkegel 88' am Kopf 126' des Schafts 124' zu einem Sitz 40', um die Verbindung zwischen der Kammer 52 und dem Behälter 32 zu kontrollieren, und funktioniert somit als ein zweites eine mittlere Öffnung aufweisendes Ausgleichsventil 148.
Der erste Halter 94' weist einen zylindrischen Kegel oder Körper 100' auf, der sich von einer Basis 102' zur Definition einer ersten Schale erstreckt. Die Basis 102' weist eine axiale Öffnung 104' auf, während der zylindrische Körper 100' einen äußeren Umfangsflansch 106' an einem offenen Ende davon aufweist. Der zylindrische Kegel oder Körper 100' weist mehrere Öffnungen 95, 95' auf, wodurch ein uneingeschränkter Fluidstrom zwischen dem axialen Durchgang 38 durch eine Bohrung 204 im Schieber 202 des Magnetventils 200 und der Kammer 52 gestattet wird, wenn das offene Ende des zylindrischen Kegels oder Körpers 100' die zylindrische Basis 206 am Schieber 202 in Eingriff nimmt.
Der zweite Halter 96' weist einen zylindrischen Kegel oder Körper auf, der sich von der Basis 112' zur Definition einer zweiten Schale erstreckt. Die Basis 112' weist eine axiale Öffnung 114' auf, die durch einen Schlitz mit einer Öffnung größeren Durchmessers, die von der axialen Öffnung 114' versetzt ist, verbunden ist. Der zylindrische Körper weist ein offenes Ende mit einem Umfangsflansch 122' zur Positionierung des Halters 96' an einem Vorsprung auf, der sich vom Kolben 44 erstreckt, um den zweiten Halter 96' in der Bohrung 20 auszurichten.
Die Gestängeanordnung oder das Gestängeglied 98' enthält einen Schaft 124' mit einem Kopf 126', der die Basis 102' des ersten Halters 94' in Eingriff nimmt, und ein unteres Ende 128', das nach Passieren durch die axiale Öffnung 104' im ersten Halter 94' und die versetzte Öffnung größeren Durchmessers im zweiten Halter 96' zur axialen Öffnung 114' verschoben wird. Danach nimmt das untere Ende 128' des Schafts 124', das einen größeren Durchmesser als die axiale Öffnung 114' aufweist, die Basis 112' in Eingriff, um die erste Feder 90' zwischen dem ersten 94' und dem zweiten 96' Halter in einem Käfig einzuschließen. Der Kopf 126' des Schafts 124' weist einen zylindrischen Körper mit einer ringförmigen Gleitringdichtung auf, der einen Ventilkegel 88' für das eine mittlere Öffnung aufweisende Ausgleichsventil 148 definiert. Die zweite Feder 92' befindet sich zwischen der Basis 102' des ersten Halters 94' und einer Rippe 130' am zylindrischen Körper des Kopfs 126', um den Ventilkegel 88' zu einem an der Fläche 210 an der zylindrischen Basis 206 des Schiebers 202 ausgebildeten Sitz 40' zu drücken.
Das Magnetventil 200, das das zweite Eingabeglied bildet, enthält eine Spule 220, die einen Schieber 202 umgibt und mit der ECU 300 verbunden ist. Der Schieber 202 befindet sich in der Öffnung 38 des Durchgangs 30 im Gehäuse 22 und weist darin eine Axialbohrung 204 auf, die von einer zylindrischen Basis 206 zu einer Querbohrung 205 verläuft. Eine zweite Kammer 52 ist durch die Axialbohrung 204, die Querbohrung 205 und den Durchgang 30 mit einem Behälter 32 verbunden. Eine Niederdruckdichtung 221, die im Gehäuse 22 gehalten wird, nimmt den Schieber 202 in Eingriff, um zu verhindern, dass Fluid aus dem Behälter 32 zur Umgebung geleitet wird, während eine freie Verbindung zwischen dem Behälter 32 und der zweiten Kammer 52 gestattet wird. Die zylindrische Basis 206 weist eine Fläche 208 zur Aufnahme des Flansches 106' am ersten Halter 94' und eine ringförmige erhabene Fläche 210 auf, die den Sitz 40' für die ringförmige Gleitringdichtung 88' am Kopf 126' des zweiten eine mittlere Öffnung aufweisenden Ausgleichsventils 148 bildet. Eine im Gehäuse 22 gehaltene Hochdruckdichtung 222 nimmt den Schieber 202 in Eingriff, um zu verhindern, dass Druckfluid aus der zweiten Kammer 52 des Behälters 32 entlang einem Strömungsweg zwischen der Umfangsfläche des Schiebers 202 und der Öffnung 38 in die zweite Kammer 52 weitergeleitet wird.
Funktionsweise der Erfindung
In der Ruhestellung gemäß der Darstellung in 1 wird Fluid aus dem Behälter 32 durch den Durchgang 30 und die Axialbohrung 204 im Schieber 202 des Magnetventils 200 frei zur Kammer 52 geleitet, während Fluid durch die radiale Öffnung 28, die Nut 72, den radialen Durchgang 74 und den axialen Durchgang 76 im Kolben 44 zur Kammer 50 geleitet wird. Es versteht sich, dass Fluid durch die Öffnungen 95, 95' im ersten Halter 94 und die Öffnungen 95, 95' im ersten Halter 94' frei zu den Kammern 50 und 52 strömen kann. Aufgrund der Anordnung der radialen Öffnung 28 und des Leitens von Fluid durch den zweiten Kolben 44 zur Kammer 50 kann das Gehäuse 20 des Hauptzylinders 12 in die vordere Kammer 15 des Verstärkergehäuses 13 eingesetzt werden, um eine kompakte einteilige Konstruktion zu bilden. Des Weiteren kann die Ausführung der Dichtungen 56 und 58 am Kolben 42 bei solchen Leitungswegen vereinfacht werden, da das Fluid in der Kammer 50 mit dem Kolben 42 in Ruhestellung, wie in 1 dargestellt, nicht unter Druck steht und somit darauf durch in der Kammer 15 befindliches Vakuum nur begrenzte Belastung ausgeübt wird.
Wenn der Hauptzylinder 12 und der Verstärker 14 in einem Fahrzeug installiert sind und eine Bremsbetätigung erwünscht ist, wird auf das Bremspedal 16 eine Eingangskraft ausgeübt, um den Bremskraftverstärker 14 zu betätigen. Der Bremskraftverstärker 14 erzeugt eine Ausgangskraft, die durch die Schubstange 17 an den ersten Kolben 42 weitergeleitet wird. Anfangs bewegt die Ausgangskraft gleichzeitig die Kolben 42 und 44 zur Komprimierung der Federn 90, 90', und damit die Federn 92, 92' die ringförmigen Gleitringdichtungen oder Ventilkegel 88, 88' an den Köpfen 126, 126' in Eingriff mit den Sitzen 40, 40' bewegen können, um die Kammern 50 und 52 abzudichten. Danach bewirkt eine weitere Bewegung des Kolbens 42 durch die Eingangskraft die Erzeugung von Fluiddruck in den Kammern 50 und 52, der durch die Öffnungen 34 und 36 zu den Vorderradbremsen 24, 24' bzw. den Hinterradbremsen 26, 26' weitergeleitet wird, um eine Bremsbetätigung zu bewirken. Wenn die Bremsbetätigung beendet ist, endet auch die auf den ersten Kolben 42 wirkende Ausgangskraft von der Schubstange 17, und die Federn 90, 90' dehnen sich aus, um die Gestänge 98, 98' wieder in Eingriff mit dem ersten 94, 94' und dem zweiten 96, 96' Halter zu bewegen. Mit Ausdehnung der Federn 90, 90' werden die Federn 92, 92' komprimiert, und infolgedessen bewegen sich die ringförmigen Gleitringdichtungen 88, 88' von den Sitzen 40, 40' weg, um wieder eine Verbindung zwischen dem Behälter 32 und den Kammern 50 und 52 herzustellen, und damit Fluid mit voller Leistung auf die in den 1 und 2 dargestellte Weise in die Bremsanlage strömen und der Fluidpegel gehalten werden kann.
Während des Betriebs des Fahrzeugs werden Eingaben hinsichtlich Fahrzeuggeschwindigkeit, Fluidzuständen in einer Bremsanlage, Reibbedingungen zwischen einem Reifen und einer Straßenoberfläche, Schwingung des Fahrzeugs bezüglich einer Straßenoberfläche usw., die einen sicheren Betrieb des Fahrzeugs beeinträchtigen können, kontinuierlich von der ECU 300 erhalten. Wenn sich eines der hinteren (Antriebs-)Räder 24, 24' schneller dreht als das andere, wie durch einen Raddrehzahlsensor 17 erfasst, wird keine hocheffiziente Verwendung von Motorenergie erreicht, da es zwischen dem einen Rand und der Oberfläche der Fahrbahn zu einem Durchdrehen kommt. In dieser Situation leitet die ECU 300 eine Schlupfregelungsfunktion ein, bei der das durchdrehende Rad gebremst und Energie zum anderen Rad geleitet wird, das mehr Haftung aufweist, um die Motorenergie besser auszunutzen. Um diese Schlupfregelungsfunktion so wie durch die vorliegende Erfindung gelehrt zu erhalten, wird von der ECU 300 ein elektrisches Signal gesendet, um die Spule 220 des Magnetventils 200 zu erregen. Die Erregung der Spule 200 wirkt auf den Schieber 202, und nach der Überwindung bewegt die Rückstellfeder 90' die Fläche 210 am Schieber 202 in Eingriff mit der Gleitringdichtung 88', um die Verbindung zwischen dem Behälter 32 und der Kammer 52 zu beenden. Da der Kolben 44 durch den Anschlagbolzen 28 in einer stationären Position gehalten wird, und nachdem die Dichtung 88' den Sitz 40' in Eingriff genommen hat, bewirkt eine weitere Bewegung des Schiebers 202, siehe 3, eine Druckbeaufschlagung des Fluids in der Kammer 52, das zur angemessenen Hinter-(Antriebs-)Radbremse 24, 24' weitergeleitet wird, um eine Bremsbetätigung zu bewirken, die einen potentiell unerwünschten Betriebszustand für das Fahrzeug lindert. Während einer solchen Schlupfregelungsbetätigung bemerkt ein Bediener, wenn er den Eingriff der Reibbeläge mit dem Rotor nicht hört, höchstwahrscheinlich nicht den Schlupfregelungsbetrieb, da der erste Kolben 42 und dementsprechend das Bremspedal 16 stationär bleiben. Wenn die ECU 300 ermittelt, dass der Schlupfregelungszustand gelindert oder beseitigt worden ist, wird das Signal an die Spule 220 beendet, und die Rückstellfeder 90' wirkt auf den zylindrischen Körper 206, um den Schieber 202 in eine Ruhestellung zurückzuholen, wie in 1 dargestellt.
Bei einigen Bremsbetätigungen kann es wünschenswert sein, den zum Schließen der Ausgleichsventile 146 und 148 erforderlichen Totgang zu verringern. Eine Verringerung des Totgangs kann durch die gleichzeitige Betätigung der Spule 220 mit der Bewegung des ersten Kolbens 42 durch eine Eingangskraft vom Bediener erreicht werden. Ein Sensor, wie zum Beispiel ein einer Bremsleuchte zugeordneter, würde der ECU 300 ein Signal zuführen, um anzuzeigen, dass ein Bediener die Durchführung einer Bremsbetätigung wünschte. Wenn die ECU 300 solch ein Signal empfängt, würde ein Betätigungssignal zur Aktivierung der Spule 220 und zur gleichzeitigen Bewegung des Schiebers 202 zum zweiten Kolben 44 mit Anlegen der manuellen Eingabe an den ersten Kolben 42 zugeführt werden, um ein schnelleres Schließen der eine mittlere Öffnung aufweisenden Ausgleichsventile 146, 148 und dementsprechend eine schnellere Druckbeaufschlagung von Fluid zur Bewirkung einer Bremsbetätigung zu bewirken.
Weiterhin kann die hier offenbarte Erfindung mit einer manuellen Bremsbetätigung verwendet werden, um eine Feststellbremsbetätigung bereitzustellen. Derzeitige Feststellbremsanforderungen sehen vor, dass eine manuelle Eingabe in der Lage sein muss, ein Fahrzeug auf einem Gefälle zu halten. Wenn sich das Fahrzeug auf einem stärkeren Gefälle befindet, könnte die vorliegende Erfindung das Halten des Fahrzeugs auf folgende Weise ergänzen. Ein der ECU 300 bei Betätigung der Feststellbremse zugeführtes Signal würde ein entsprechendes Signal auslösen, das der Spule 220 zugeführt wird, die so wie oben anhand von 3 beschrieben betätigt werden würde, um den Hinterradbremsen 26, 26' Druckfluid zuzuführen.
In den Zeichnungen sind die Antriebsräder so dargestellt, dass es sich dabei um die Hinterräder des Fahrzeugs handelt, jedoch würde die Erfindung gleichermaßen gelten, wenn die Antriebsräder die Vorderräder wären.

Claims

Hauptzylinder (12) zur Verwendung in einer Bremsanlage (10) mit einem Gehäuse (22) mit einem ersten (42) und einem zweiten (44) Kolben, die durch ein erstes (46) und ein zweites (48) elastisches Glied in einer Bohrung (20) angeordnet sind, um eine erste (50) und eine zweite (52) Kammer darin zu definieren, wobei die erste (50) und die zweite (52) Kammer jeweils mit einem Behälter (32) zur Aufnahme von Fluid und zum Halten eines gewünschten Fluidpegels in der Bremsanlage (10) und mit einer vorderen (24) und einer hinteren (26) Radbremse zur Zuführung von Druckfluid zwecks Bewirkung einer Bremsbetätigung verbunden sind, wobei das von dem Behälter (32) von der zweiten Kammer (52) empfangene Fluid durch ein eine mittlere Öffnung aufweisendes Ausgleichsventil (148) gesteuert wird, das einen Kopf (126') aufweist, welcher mit einer Gestängeanordnung (124') verbunden ist, die einen ersten Halter (94') mit einem zweiten Halter (96') verbindet, um das zweite elastische Glied (48) in einen Käfig einzuschließen, und Betätigungsmitteln, die ein erstes Eingabeglied (14) aufweisen, das auf eine Bedienereingabe dahingehend reagiert, den ersten (42) und den zweiten (44) Kolben zum Komprimieren des zweiten (48) elastischen Glieds zunächst zu bewegen und es dem Kopf (126') zu gestatten, einen Sitz (40') in Eingriff zu nehmen, um die Verbindung von dem Behälter (32) zur zweiten (52) Kammer zu beenden und danach Fluid in der zweiten (52) Kammer mit Druck zu beaufschlagen, um eine erste Bremsbetätigung zu bewirken, wobei die Betätigungsmittel durch ein zweites Eingabeglied (200) gekennzeichnet sind, das auf ein elektronisches Signal dahingehend reagiert, einen Schieber zu bewegen und das zweite elastische Mittel (48) zu komprimieren, um den Sitz (40') in Eingriff mit dem Kopf (126') zu bringen und die Verbindung vom Behälter (32) zur zweiten Kammer (52) zu beenden und danach den Schieber in die zweite Kammer (52) zu bewegen, um Fluid darin mit Druck zu beaufschlagen und eine zweite Bremsbetätigung zu bewirken.
Hauptzylinder (12) nach Anspruch 1, bei dem das zweite Eingabeglied durch ein Magnetventil (200) gekennzeichnet ist und dadurch, dass der Schieber (202) eine Axialbohrung (204) aufweist, die sich von einer zylindrischen Basis (206) aus erstreckt, und dass die zylindrische Basis (206) eine Fläche aufweist, die den Sitz (40') bildet, während die Axialbohrung (204) für eine Verbindung zwischen der zweiten Kammer (52) und dem Behälter (32) sorgt.
Hauptzylinder (12) nach Anspruch 1, bei dem das zweite Eingabeglied (217) durch ein Magnetventil (200) mit einer Spule (220) gekennzeichnet ist, die auf den Schieber (202) wirkt, um den Sitz (40') zu bewegen und die Verbindung zwischen der zweiten Kammer (52) und dem Behälter (32) während der zweiten Bremsbetätigung zu beenden.
Hauptzylinder (12) nach Anspruch 2, bei dem das Betätigungsmittel weiterhin durch ein Anschlagglied (28') gekennzeichnet ist, das die Bewegung des zweiten Kolbens (44) zur ersten Kammer (50) begrenzt und eine Komprimierung des zweiten elastischen Mittels (48) gestattet.
Hauptzylinder (12) nach Anspruch 3, bei dem das Magnetventil (200) gekennzeichnet ist durch eine Niederdruckdichtung (221), die eine Strömungsverbindung zwischen dem Behälter (32) und der zweiten Kammer (52) gestattet, und durch eine Hochdruckdichtung (222), die eine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Kammer (52) und dem Behälter (32) verhindert.
Hauptzylinder (12) nach Anspruch 2, bei dem die zylindrische Basis (206) für den Schieber (202) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie durch das zweite elastische Mittel (48) in eine Ruhestellung gedrückt wird.
Hauptzylinder (12) nach Anspruch 1, bei dem das Betätigungsmittel (100) dadurch gekennzeichnet ist, dass das erste (14) und das zweite (200) Eingabeglied bei der Erzeugung der Bremsbetätigung gleichzeitig betätigt werden.
Hauptzylinder (12) nach Anspruch 1, bei dem die zweite Bremsbetätigung durch Ergänzen einer manuellen Feststellbremsbetätigung für das Fahrzeug gekennzeichnet ist.