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Die
Erfindung geht aus von einem Hydraulikaggregat für eine elektrohydraulische
Bremsanlage eines Fahrzeugs entsprechend den gattungsbildenden Merkmalen
des Anspruchs 1. Beispielsweise aus der
DE 196 53 308 A1 ist eine
elektrohydraulische Bremsanlage mit Hydraulikaggregat bereits bekannt. Diese
weist eine Fremdkraft betätigte
Betriebsbremse und eine Muskelkraft betätigte Hilfsbremse auf. Eine
Umschaltung vom Betriebsbremsbetrieb in den Hilfsbremsbetrieb erfolgt
mittels elektronisch ansteuerbarer Trennventile, die am Hydraulikaggregat
angeordnet sind. An dieses Hydraulikaggregat sind, als sogenannter
Bremswertgeber, ein externer Hauptbremszylinder sowie die Radbremsen
eines Fahrzeugs angeschlossen. Ferner weist das Hydraulikaggregat
Druckaufbau- und Druckabbauventile auf, welche den Radbremsen jeweils
paarweise zugeordnet sind. Die erläuterten Einrichtungen der Bremsanlage
sind über
Druckmittelkanäle
im Hydraulikaggregat miteinander gekoppelt. Ihre Ansteuerung erfolgt mittels
eines elektronischen Steuergeräts
in Abhängigkeit
des am jeweiligen Rad des Fahrzeugs herrschenden Radschlupfs. Der
Radschlupf wird dazu über
gesonderte Sensoren erfasst und vom elektronischen Steuergerät ausgewertet.
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Beim
Hydraulikaggregat handelt es sich im Wesentlichen um einen quaderförmigen Metallblock, in
dem die Druckmittelkanäle,
die hydraulischen Anschlüsse
und die Einbauräume
für die
erwähnten
Einrichtungen spanend eingebracht sind. Die Anordnung dieser Ausnehmungen
ist in erster Linie bestimmt durch den der Bremsanlage zugrundeliegenden
Hydraulikplan, durch die Bearbeitbarkeit des Metallblocks in wenigen
Aufspannungen, durch geringste Außenabmessungen des Metallblocks
und durch möglichst
geringes Leitungsvolumen der Druckmittelkanäle aus Gründen einer hohen Systemdynamik. Weitere
Kriterien sind die Dichtheit der Ausnehmungen untereinander und
die mechanische Stabilität des
Metallblocks unter Druckbelastung, das sich ergebende Betriebsgeräusch sowie
die Einbaubedingungen des Hydraulikaggregats im Fahrzeug. Alle Kriterien
führen
zu einer eingeschränkten
Anordenbarkeit der Ventile in unterschiedlichen Höhen des Hydraulikaggregats,
jeweils bezogen auf dessen Einbaulage im Fahrzeug.
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Bei
einer elektrohydraulischen Bremsanlage erfolgt ein Druckaufbau während des
Betriebsbremszustands durch einen extern angetriebenen Druckerzeuger.
Dieser saugt dazu Druckmittel aus einem mittelbar durch den Hauptbremszylinder
mit dem Hydraulikaggregat verbundenen Vorratsbehälter an. Dabei kann es geschehen,
dass mit Gas aus der Atmosphäre
verunreinigtes Druckmittel zu den einzelnen Radbremsen gefördert wird.
Derart verunreinigtes Druckmittel im Bremssystem schafft unerwünschterweise
eine Kompressibilität,
welche insbesondere im Falle eines Ausfalles der Betriebsbremse
die Funktion der Hilfsbremse erheblich einschränkt. Im Extremfall kann der
mechanisch begrenzte Pedalweg am Hauptbremszylinder nicht ausreichen,
um den erforderlichen Bremsdruck aufzubauen.
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Auch
beim Abstellen des Fahrzeugs im Zustand erhitzter Radbremsen führt die
allmähliche
Abkühlung
des Bremssystems zu Ausgasungsprozessen. Gas steigt dann drucklos
im Inneren des Hydraulikaggregats auf, sammelt sich zu Blasen an
und kann ebenfalls die oben erläuterten
Nachteile verursachen.
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Um
diesen Nachteilen vorzubeugen, setzt die bekannte Bremsanlage sogenannte
Medientrenner ein. Diese sind vor denjenigen Radbremsen angeordnet,
die der Hilfsbremse zugeordnet sind. Dabei handelt es sich meist
um die Radbremsen der Vorderräder,
da diese den höchsten
Beitrag zur Fahrzeugverzögerung
leisten. Medientrenner sind Kolben/Zylinder-Einrichtungen, die zwar
eine Druckübertragung
vom Hilfsbremskreis in den Betriebsbremskreis gewährleisten,
jedoch eine hydraulische Verbindung zwischen beiden Kreisen verhindern.
Die Medientrenner sind ebenfalls am Hydraulikaggregat untergebracht.
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Nachteiligerweise
stellen Medientrenner einen Teile- und Montagemehraufwand dar und
nehmen relativ viel Bauraum ein.
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Ausgehend
von der bekannten Bremsanlage galt es daher, eine weiterentwickelte
Bremsanlage vorzuschlagen, die ohne zusätzliche Bauteile eine abgesicherte
Funktion der Hilfsbremse gewährleistet.
Eine derartige Aufgabe löst
ein Hydraulikaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteile der
Erfindung
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Ein
Hydraulikaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil
auf, dass Gasverunreinigtes Druckmittelvolumen nicht in die der
Hilfsbremse zugeordneten Radbremsen gelangen kann. Zudem kann Gas-verunreinigtes
Druckmittel über
die vorhandenen Magnetventile zur Druckmodulation aus dem System
entfernt werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob dieses Gas durch
den Druckerzeuger oder durch Abkühlungsprozesse
in das System eingebracht worden ist. Letztlich wird dadurch mit
im Wesentlichen verringertem Bauaufwand gegenüber dem bekannten Stand der
Technik die Betriebsfähigkeit
der Hilfsbremse sichergestellt.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf einer vorteilhaften räumlichen
Anordnung der Ventile und Anschlüsse,
insbesondere der der Hilfsbremse zugeordneten Radbremsen am Hydraulikaggregat,
und kommt ohne Zusatzbauteile zur Absicherung der Funktion der Hilfsbremse
aus. Sie ist damit kostengünstig
umsetzbar und baut besonders kompakt.
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Weitere
Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung.
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Zeichnung
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Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels
in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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1 zeigt
die aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung der Einbauräume für die Ventile einer
Fahrzeugbremsanlage anhand eines ausschnittsweisen Querschnitts
durch ein Hydraulikaggregat in der Einbaulage im Fahrzeug. Die Druckmittelkanäle zur hydraulischen
Verbindung dieser Einbauräume
sind nur schematisch angedeutet.
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2 zeigt
im Vergleich dazu die erfindungsgemäße Anordnung dieser Einbauräume und
Druckmittelkanäle.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
einen Ausschnitt eines Querschnitts durch ein Hydraulikaggregat 10 in
Einbaulage. Dargestellt sind die Einbauräume 12a-d für vier verschiedene
im Folgenden zu erläuternden
Einrichtungen, insbesondere für
Ventile einer elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Die Einbauräume 12a-d
sind räumlich
in unterschiedlichen Höhen
angeordnet. Sie sind ausgeführt
als Sacklochbohrungen, die in horizontaler Richtung von einer rechten Außenseite 20a her
in einen das Gehäuse
eines Hydraulikaggregats 10 bildenden Metallblock eingebracht
sind. Dies erfolgt durch spanende Bearbeitung des Metallblocks.
Die Längsachsen 14a-d
der gezeichneten Einbauräume 12a-d
verlaufen parallel zueinander und ermöglichen eine möglichst
platzsparende Anordnung bei gleichzeitig günstiger spanender Bearbeitbarkeit
des Metallblocks in wenigen Aufspanungen.
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Die
gezeichneten Einbauräume 12a-d
sind in ihrem Innendurchmesser einmal abgestuft. Die Abschnitte 16a-d
der Sacklochbohrungen mit kleinerem Innendurchmesser liegen im Inneren
des Hydraulikaggregats 10, während die im Durchmesser größeren Abschnitte 18a-d
der Sacklochbohrungen zur rechten Außenseite 20a des Hydraulikblocks 10 hin ausmünden.
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In
diese Einbauräume 12a-d
werden nicht eingezeichnete Elektromagnetventile mit ihren Hydraulikteilen
eingesetzt und anschließend
am Hydraulikblock 10 druckmitteldicht verankert, vorzugsweise
verstemmt. Bevorzugt werden als Elektromagnetventile Schaltventile
in 3/2- oder 2/2-Wege-Bauweise eingesetzt.
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Die
Einbauräume 12a-d
sind durch verschiedene Druckmittelkanäle 22a-i hydraulisch
untereinander verbunden. 1 zeigt diese Druckmittelkanäle 22a-i
symbolisiert anhand von Verbindungslinien zwischen den einzelnen
Einbauräumen 12a-d.
Die teilweise angegebenen Richtungspfeile geben die Flussrichtung
eines Mediums innerhalb dieser Druckmittelkanäle 22a-i im Falle
eines Bremsdruckaufbaus in einer der Radbremsen 28a,b an.
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Einzelne
Druckmittelkanäle 22a,b,g,h
enden an Anschlüssen 24a-d
des Hydraulikaggregats 10. An diese Anschlüsse 24a-d
sind Bremsleitungen anschließbar,
welche zu extern angeordneten Einrichtungen einer Fahrzeugbremsanlage
hinführen.
Beispielsweise handelt es sich bei diesen Einrichtungen um einen
Bremswertgeber 26, ublicherweise in Form eines Pedal-betätigbaren
Hauptbremszylinders, um Bremszylinder verschiedener Radbremsen 28a,b, um
wenigstens einen Vorratsbehälter 30 für von den Radbremsen 28a,b
abströmendes
Medium oder um Sensoren 32 zur Druckerfassung.
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Aus
dem Stand der Technik gemäß 1 ist es
bekannt, die sogenannten Druckabbau- oder Auslassventile, also diejenigen
Elektromagnetventile, die eine Druckmittelverbindung 22a von
der Radbremse 28a zurück
zum Vorratsbehälter 30 steuern,
in demjenigen Einbauraum 12a zu platzieren, welcher der Oberseite 20b des
Hydraulikaggregats 10 am nächsten liegt. Die Verbindung
zum Vorratsbehälter 30 erfolgt,
gesteuert vom Auslassventil über
einen Anschluss 24a für
einen Rücklauf.
Dieser Anschluss 24a mündet
ebenfalls an der Oberseite 20b des Hydraulikaggregats 10 aus.
Besagtes Druckabbau- oder Auslassventil ist in seiner Grundstellung
geschlossen und gibt die Verbindung zum Anschluss 24a nur
im elektrisch angesteuerten Zustand frei. In geschlossenem Zustand
des Auslassventils besteht eine zweite Druckmittelverbindung 22b zum
Anschluss 24b der Radbremse 28a eines Fahrzeugs. Auch
dieser Anschluss 24b befindet sich an der Oberseite 20b des
Hydraulikaggregats 10.
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Sogenannte
Druckaufbau- oder Einlassventile sind im Einbauraum 12b unmittelbar
unterhalb des Einbauraumes 12a für die Druckabbau-/Auslassventile
angeordnet. Diese Druckaufbau- oder
Einlassventile stehen mit einem Fremdkraft-betätigten, vorzugsweise elektromotorisch
angetriebenen, Druckerzeuger 34 in Verbindung. Der Druckerzeuger 34 kann
ebenfalls im Hydraulikaggregat 10 untergebracht sein. Ein
Hochdruck-führender
Druckmittelkanal 22c mündet
dazu gemäß 1 in
den Einbauraum 12b an dessen innenliegendem Ende ein. Das nicht
gezeichnete Einlassventil steuert einerseits eine Druckmittelverbindung 22d zum
Anschluss 24b der Radbremse 28a und gleichzeitig
eine Druckmittelverbindung 22e zu einem unterhalb des Einbauraums 12b des
Einlassventils angeordneten Einbauraum 12c für ein sogenanntes
Balanceventil. In nicht angesteuerter Grundstellung ist das Einlassventil
geöffnet,
so dass eine Druckmittelförderung
hin zum Anschluss 24b der Radbremse 28a erfolgen
kann und damit ein Druckaufbau an dieser Radbremse 28a möglich ist.
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Das
erwähnte
Balanceventil steuert eine Druckmittelverbindung 22f zwischen
einer Radbremse 28a und einer zweiten Radbremse 28b derselben Fahrzeugachse.
Dementsprechend führt
eine Druckmittelverbindung 22g vom Einbauraum 12c des
Balanceventils zum Anschluss 24c für die zweite Radbremse 28b.
Diese Druckmittelverbindung 22g beginnt am sacklochartigen
Ende des Einbauraums 12c und endet an der Oberseite 20b des
Hydraulikaggregats 10 an einem entsprechenden Anschluss 24c.
Die Radbremsen 28a,b bilden im Falle einer Störung der Fremdkraft-betätigten Betriebsbremse die
Hilfsbremse, welche durch Muskelkraft über den Hauptbremszylinder 26 betätigbar ist.
Vorzugsweise befinden sich beide Radbremsen 28a,b an der
Vorderachse des Fahrzeugs.
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In
der Grundstellung ist das Balanceventil auf Durchgang geschaltet
(normal offen), so dass an beiden Radbremsen 28a,b dieser
Fahrzeugachse identischer Bremsdruck herrscht. Nur im Bedarfsfall erfolgt
eine Ansteuerung des Balanceventils und damit die Sperrung der erläuterten
Druckmittelverbindungen 22g. Dann lassen sich an den Radbremsen 28a,b
unterschiedliche Bremsdrücke
einstellen.
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Die
Druckmittelverbindung 22f, eingezeichnet im Bereich des
Durchmesser-größeren Abschnitts 18c des
Einbauraums 12c für
das Balanceventil, führt
zu einem Einbauraum 12d für ein Trennventil. Trennventile
und Balanceventile einer Fahrzeugbremsanlage können alternativ zur Darstellung in 1 innerhalb
des Hydraulikblocks 10 auf gleicher oder wenigstens annähernd gleicher
Höhe liegen.
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Das
Trennventil ist ebenfalls als normal offenes Ventil ausgelegt und
dient zur Steuerung einer weiteren Druckmittelverbindung 22h zwischen
dem Bremswertgeber/Hauptbremszylinder 26 und der Radbremse 28a durch
die Einbauräume 12c,b,a
des Balanceventils, des Einlass- oder Druckaufbauventils und des
Auslass- oder Druckabbauventils hindurch. Bei funktionstüchtiger
Betriebsbremse ist das Trennventil elektrisch angesteuert und sperrt
diese Druckmittelverbindung. Der Bremsdruck wird in diesem Betriebszustand
somit nicht vom Hauptbremszylinder 26 selbst erzeugt, sondern
nur über
diesen vom Fahrer vorgegeben. Die Bereitstellung des Bremsdrucks erfolgt
durch den erwähnten
Fremdkraft-betätigten Druckerzeuger 34 über das
Druckaufbauventil.
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In
den Einbauraum 12d des Trennventils mündet eine vom Anschluss 34d des
Hauptbremszylinders 26 kommende Druckmittelverbindung 22h ein,
sowie eine zu einem Drucksensor 32a führende Druckmittelverbindung 22i aus.
Der Drucksensor 32a erfasst den Druck im Fahrzeugbremssystem,
während
der Druck des Hauptbremszylinders 26 mittels eines zweiten
Sensors 32b in einem direkten Abzweig von der hochdruckführenden
Druckmittelverbindung 22h des Hauptbremszylinders 26 erfasst wird.
Ein dritter Drucksensor 32c erfasst den vom externen Druckerzeuger 34 bereitgestellten
Druck.
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In
einem elektronischen Steuergerät 36 werden
diese Drücke
miteinander verglichen und unter Berücksichtigung der Schlupfverhältnisse
an den jeweiligen Rädern
des Fahrzeugs mittels der beschriebenen Einrichtungen geregelt.
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Bei
dieser beschriebenen und aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung
sind die Anschlüsse 24b,c
der beiden Radbremsen 28a,b an der Oberseite 20b des
Hydraulikaggregats 10 angeordnet. Eventuell im System vorhandenes
Gas kann daher zu diesen Anschlüssen 24b,c
hin aufsteigen. Insbesondere sobald das Bremssystem im Hilfsbremsbetrieb
betrieben wird, d.h., wenn der Bremsdruck vom Hauptbremszylinder
durch Öffnen
des Trennventils bereitgestellt wird, bewirkt die dabei stattfindende
Druckmittelverschiebung innerhalb des Hydraulikaggregats 10 vom
Hauptbremszylinder 26 hin zu den Radbremsen 28a,b,
dass Gas in diese der Hilfsbremse zugeordneten Radbremsen 28a,b
gelangen kann. Dies ist in 1 anhand
des geschwungenen Pfeils 38 veranschaulicht; die daraus
erwachsende Problematik wurde eingangs erläutert.
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Diese
Verhältnisse
werden bei einer Anordnung nach 2 vermieden.
In 2 sind für
funktionsgleiche Einrichtungen dieselben Bezugszeichen wie in 1 verwendet.
Die Anordnung der Komponenten eines Fahrzeugbremssystems nach 2 unterscheidet
sich von derjenigen nach 1 dadurch, dass die Anschlüsse 24b,c
zumindest der, der Hilfsbremse zugeordneten Radbremsen 28a,b
nunmehr an einer Unterseite 20c des Hydraulikaggregats 10 und
damit unterhalb der Einbauräume 12a,b für die Ventile
zur Modulation des Bremsdrucks (Einlass- oder Druckabfbauventil
beziehungsweise Auslass- oder Druckabbauventil) angeordnet sind.
In Folge davon besteht ein weiterer Unterschied darin, dass der
zum Auslass- oder Druckabbauventil führende Druckmittelkanal 22d bei
nicht angesteuertem, geschlossenem Auslassventil sacklochartig endet und
nur durch Ansteuerung dieses Auslassventils mit dem Anschluss 24a zum
Rücklauf
Verbindung hat. Zudem ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung nach 2 die
der Hilfsbremse zugeordnete Radbremse 28a unmittelbar mit
dem Einbauraum 12d des Trennventils hydraulisch verbunden.
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Diese
Unterschiede haben funktionell für
die Fahrzeugbremsanlage folgende Wirkung: Eingeschlepptes Gas steigt
nach wie vor innerhalb des Hydraulikaggregats 10 auf und
sammelt sich im Bereich vor dem in Grundstellung geschlossenen Druckabbatuventil
(Einbauraum 12a) an. Durch gezielte Ansteuerung dieses
Ventils kann diese Gasansammlung nunmehr jedoch aus dem System hinaus,
zurück
in den Vorratsbehälter 30 gespült werden.
Durch gezielte Spülimpulse
an das Druckabbauventil lässt
sich das System also von eingeschlossenem Gas reinigen. Die Spülimpulse
lassen sich vom Steuergerät 36 in
Abhängigkeit
des Betriebszustandes der Fahrzeugbremsanlage vorgeben.
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Wie
beschrieben liegen die Anschlüsse 24b,c
der der Hilfsbremse zugeordneten Radbremsen 28a,b, räumlich betrachtet,
tiefer als die Einbauräume 12a,b
für die
Ventile zur Druckmodulation an diesen Radbremsen 28a,b.
Im Falle des Hilfsbremsbetriebs, also bei geöffnetem Trennventil und einem Bremsdruckaufbau
mittels des Hauptbremszylinders 26 findet die Druckmittelverschiebung
innerhalb des Hydraulikaggregats 10 damit entgegen der
Richtung des aufsteigenden Gases statt. Diese Druckmittelverschiebung
erfolgt somit entgegengesetzt zum Gaseintrag durch den Druckerzeuger 34,
was in 2 anhand der gegenläufigen Richtungspfeile 38a,b
veranschaulicht ist. Die der Hilfsbremse zugeordneten Radbremsen 28a,b
sind dadurch weitestgehend geschützt
angeordnet vor dem Einschleppen von schädlichem Gas, so dass zusätzliche
Schutzeinrichtungen entbehrlich sind.
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Selbstverständlich sind Änderungen
oder Ergänzungen
am beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, ohne
vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wäre es denkbar,
nicht nur die Anschlüsse 246,c
der der Hilfsbremse zugeordneten Radbremsen 28a,b unterhalb
der Einbauräume 12a,b
der Ventile zur Druckmodulation anzuordnen, sondern sämtliche
Radbremsanschlüsse
einer Fahrzeugbremsanlage dort zu platzieren.