DE102004052352B3

DE102004052352B3 - Bremskreislauf

Info

Publication number: DE102004052352B3
Application number: DE200410052352
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing.(FH) Baumann; Rainer Dipl.-Ing.(FH) Justen
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: WO2006045465A1

Abstract

Um die Sicherheit von Fahrzeuginsassen zu erhöhen, wird ein Bremskreislauf (1) mit einer Bremsleitung (2) zur Aufnahme eines Druckmittels (3) sowie einen mit dem Bremskreislauf (1) in Verbindung stehenden Behälter (4) mit einer Druckmittelkammer (6) zur Aufnahme von zusätzlichem Druckmittel (3) vorgeschlagen, wobei in dem Behälter (4) Mittel (3) vorgesehen sind, mit deren Hilfe das in dem Behälter (4) befindliche Druckmittel (3) schlagartig in die Bremsleitung (2) befördert und dieser wieder entzogen werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskreislauf mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Moderne Fahrzeuge werden verstärkt mit so genannten Precrash-Systemen ausgerüstet, die in der Lage sind, einen möglichen Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis zu sensieren und vorzeitig Maßnahmen zum Schutz von Insassen einzuleiten. In diesem Zusammenhang ist angedacht, kurz vor einem möglichen bevorstehenden Aufprall eine Notbremsung einzuleiten.

Aus der DE 30 19 364 C2 ist eine Bremsanlage bekannt. Diese zeichnet sich durch einen Bremskreislauf mit einem Druckmittelbehälter aus. In bestimmten Fahrzeugsituationen, in denen der Druck im Druckmittelkreislauf kurzfristig erhöht werden muss, wird in eine Kammer des Druckmittelbehälters ein stark expansives Medium eingebracht, welches auf das in dem Druckmittelbehälter befindliche Druckmittel wirkt, wodurch im Bremskreislauf der erforderliche Druck zur Verfügung steht. Das nach Beendigung des Regelvorgangs anfallende drucklose Druckmittel wird in einen Rücklaufbehälter gefördert.

Der GB 08 00 218 ist eine gattungsgemäße Bremsanlage entnehmbar. Diese Bremsanlage enthält einen hydraulischen Bremskreislauf für Trommelbremsen der Fahrzeugräder. Im Falle eines Defekts dieses hydraulischen Bremskreislaufes kann der Fahrer mittels eines elektrischen Schalters dafür sorgen, dass die Trommelbremsen während eines Bremsvorgangs dennoch funktionsfähig sind. Hierzu wird der Radbremszylinder der Trommelbremse mit dem Druckmittel eines Notkreislaufes bzw. Hilfskreislaufes versorgt, sobald der Fahrer mittels des Schalters diesen Notkreislauf bzw. Hilfskreislauf aktiviert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Bremskreislauf, insbesondere zur Anwendung in Fahrzeugen mit einem Precrash-System zu schaffen, durch den die Sicherheit von Fahrzeuginsassen erhöht wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Bremskreislauf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittel, mit denen Druckmittel aus einem Behälter der Bremsleitung schlagartig hinzugeführt werden kann, nun so ausgelegt sind, dass der Bremsleitung auch Druck schlagartig entzogen werden kann. Das bringt den erheblichen Vorteil mit sich, dass eine einmal eingeleitete Bremsung, insbesondere eine vor einem möglichen Aufprall eingeleitete Notbremsung schlagartig wieder gelöst werden kann. Damit kann die Erfindung Sicherheitssysteme von Fahrzeugen verbessern, die mit Systemen zum Sensieren eines möglicherweise bevorstehenden Aufpralls des Fahrzeugs mit einem Hindernis ausgerüstet sind.

Durch den erfindungsgemäßen Bremskreislauf eröffnet sich die Möglichkeit eine einmal eingeleitete Bremsung nach einer vorgegebenen Zeit wieder zu lösen. Trotz einer relativ kurzen Zeit der Bremsung kann dies zu einem erheblichen Energieabbau des Fahrzeugs noch vor einem Aufprall und damit zu einer geringeren Unfallschwere führen. Falls es nicht zu einem Aufprall kommen sollte, wird die eingeleitete Bremsung lediglich als Ruck empfunden.

Um das in dem Behälter befindliche Druckmittel in die Bremsleitung zu befördern, ist es denkbar in der Druckmittelkammer einen schiebegeführt angeordneten Kolben vorzusehen. Der Kolben kann mit zwei druckaufnehmenden Flächen ausgestattet sein, von denen eine dem Druckmittel zugewandt ist. Mit dieser Fläche kann der Kolben auf das Druckmittel wirken. Eine Verschiebung des Kolbens kann somit einen Einfluss auf das Druckmittel ausüben.

Um den Kolben zu verschieben, ihn insbesondere von einer Normal- oder Ausgangsposition in eine Hochdruckposition zu überführen, kann ein erster Aktuator vorgesehen sein. Bevorzugt werden Aktuatoren verwendet, welche den Kolben sehr schnell bewegen. Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von sehr schnell oder schlagartig die Rede ist, so sind damit Zeiträume gemeint, die sich im Millisekundenbereich abspielen.

Um das Druckmittel der Bremsleitung wieder zu entziehen, ist es denkbar einen zweiten Aktuator vorzusehen, der den Kolben von der Hochdruckposition wieder in die Normalposition überführt. Es ist auch denkbar die Bewegungen des Kolbens von der Normalposition in die Hochdruckposition und wieder zurück von einem Aktuator ausführen zu lassen. Dieser muss dann so ausgelegt sein, dass er eine Hin- und Herbewegung des Kolbens auslösen kann.

Als Aktuatoren können beispielsweise pyrotechnische Elemente eingesetzt werden. Diese haben den Vorteil, dass sie besonders schnell eine Bewegung auslösen können. Zudem sind sie insbesondere im Fahrzeugbau ausreichend erprobt und bewährt. Selbstverständlich können auch andere bekannte Aktuatoren wie beispielsweise Federn, Druckspeicher oder Servomotoren eingesetzt werden.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein durch einen Aktuator erzeugtes Gas auf eine dem Druckmittel abgewandte Fläche des Kolbens wirken und diesen dadurch von der Normalposition in die Hochdruckposition überführen. Da der Kolben in der Druckmittelkammer angeordnet ist, wird bei seinem Verschieben das in dem Behälter befindliche Druckmittel in den Bremskreislauf gedrückt, wodurch der Druck in der Bremsleitung ansteigt. Erfolgt das Überführen des Kolbens von der Normalposition in die Hochdruckposition schlagartig, so erhöht sich auch der in dem Bremskreislauf herrschende Druck schlagartig.

Zum Entziehen des Druckmittels aus der Bremsleitung ist es denkbar, den Kolben als einen Doppelkolben mit zwei über eine Kolbenstange verbundenen Kolbenelementen auszuführen. Dabei können beide Elemente Druck aufnehmende Flächen aufweisen. Das erste Element kann, wie bereits beschrieben, in der Druckmittelkammer des Behälters und das zweite Element in einer separaten Arbeitskammer angeordnet sein. Wenn nun in der zweiten separaten Arbeitskammer ein weiteres pyrotechnisches Element angeordnet ist, ist es denkbar durch Zünden dieses pyrotechnischen Elementes den Kolben in gewünschter Art und Weise zu verschieben und ihn dadurch von der Hochdruckposition wieder in die Normalposition zu überführen. Dabei entzieht der Kolben dem Bremskreislauf Druckmittel, wodurch der Druck in dem Bremskreislauf abgesenkt wird.

Selbstverständlich ist es denkbar, bei Verwendung anderer, geeigneter Aktuatoren keinen Doppelkolben sondern lediglich einen einfachen Kolben zu verwenden, der jedoch mindestens eine Fläche aufweist, die dem Druckmittel zugeordnet ist.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bremskreislaufes mit Mitteln zum schlagartigen Erhöhen und Absenken des in dem Bremskreislauf herrschenden Drucks;
2 eine schematische Darstellung des Bremskreislaufs gemäß 1 während des Druckaufbaus;
3 eine schematische Darstellung des Bremskreislaufs gemäß 1 beim Druckabbau sowie
4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremskreislaufs.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Bremskreislauf 1 dargestellt: Dieser weist eine Bremsleitung 2 auf. In der Bremsleitung 2 befindet sich ein Druckmittel 3. In der Regel handelt es sich bei dem Druckmittel 3 um Bremsflüssigkeit. Diese wird dazu eingesetzt, um Kraft von einem durch den Fahrer betätigten Bremspedal zu Bremseinrichtungen zu übertragen.
Der Bremskreislauf 1 weist zudem einen Behälter 4 auf. Der Behälter 4 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein längliches Gehäuse 5 auf, welches parallel zu der Bremsleitung 2 angeordnet ist. Der Behälter 4 umfasst eine Druckmittelkammer 6. Die Druckmittelkammer 6 verfügt über eine Öffnung zur Bremsleitung 2. Die Öffnung ist an der langen Seite des länglichen Gehäuses 5 angeordnet. In der Druckmittelkammer 6 befindet sich ebenfalls Druckmittel 3. In der Druckmittelkammer 6 ist ein Kolben 7 angeordnet. Der Kolben 7 ist in der Druckmittelkammer 6 schiebegeführt angeordnet. Sein Durchmesser ist dazu auf den Innendurchmesser der Druckmittelkammer 6 angepasst. Eine Fläche des Kolbens 7a ist dem Druckmittel 3 zugewandt. Eine weitere Fläche 7b des Kolbens 7 ist dem Druckmittel 3 abgewandt. Mit dem Kolben 7 ist eine Kolbenstange 8 verbunden.
Der Kolben 7 unterteilt die Druckmittelkammer 6 in zwei Bereiche. Der eine Bereich, der durch die Fläche 7a des Kolbens begrenzt wird, ist mit Druckmittel 3 gefüllt, während der andere Bereich der Druckmittelkammer 6 durch die Fläche 7b begrenzt wird. In diesem Bereich ist ein pyrotechnisches Element 9 angeordnet, dessen Funktion im Folgenden noch näher beschrieben wird.
Der Behälter 4 weist neben der Druckmittelkammer 6 eine weitere, separate Arbeitskammer 11 auf. In der Arbeitskammer 11 ist ebenfalls ein Kolben 12 angeordnet. Die Kolben 7 und 12 sind über die Kolbenstange 8 miteinander verbunden, so dass Kolben 7 und Kolben 12 immer dieselben Bewegungen ausführen. Auch der Kolben 12 ist in der Arbeitskammer 11 schiebegeführt angeordnet und in seinen äußeren Abmaßen auf die Geometrie der Arbeitskammer 11 abgestimmt. Auch der Kolben 12 unterteilt die Arbeitskammer 11 in zwei Bereiche. In einem dieser Bereiche der Arbeitskammer 11 ist auch ein pyrotechnisches Element angeordnet.
Im Folgenden wird nun im Zusammenhang mit den 2 und 3 die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Bremskreislaufes 1 näher erläutert. Zunächst wird im Zusammenhang mit 2 erklärt, wie mit Hilfe des erfindungsgemäßen Bremskreislaufs 1 der Druck in diesem Bremskreislauf 1 schlagartig erhöht werden kann. Ausgegangen wird von der Situation, dass die Druckmittelkammer 6 vollständig mit Druckmittel 3 gefüllt ist. Dazu wird, nachdem ein nicht näher beschriebenes System einen möglichen Aufprall des Fahrzeugs mit einem Hindernis detektiert hat, das pyrotechnische Element 9 in der Druckmittelkammer 6 gezündet. Daraufhin expandiert schlagartig Gas 14 in die Druckmittelkammer 6 und zwar in den Bereich der Druckmittelkammer 6, der durch die Fläche 7b des Kolbens 7 begrenzt ist. Das Gas 14 wirkt somit auf die Fläche 7b des Kolbens 7. Das hat zur Folge, dass sich der Kolben 7 in Richtung des Pfeils 15 verschiebt. Dadurch wird das in der Druckmittelkammer 6 befindliche Druckmittel 3 in die Bremsleitung 2 gedrückt. Da es sich bei dem Druckmittel 3 in der Regel um eine inkompressible Flüssigkeit handelt, wird dadurch der Druck in der Bremsleitung 2 erhöht. Durch den Einsatz eines pyrotechnischen Elements als Aktuator erfolgt dieser Druckaufbau schlagartig. Mit dem Kolben 7 verschiebt sich auch der Kolben 12 und zwar so, dass er mit einer Fläche 12a an dem pyrotechnischen Element 13 zu liegen kommt.
Gibt nun das oben genannte System vor, dass der Druck wieder abgesenkt werden soll, wird das zweite pyrotechnische Element 13 gezündet, welches in der separaten Arbeitskammer 11 angeordnet ist. Auch hier expandiert ein Gas 16 in die Arbeitskammer 11 und wirkt auf eine Fläche 12a des Kolbens 12. Dadurch wird der Kolben 12 wieder in seine Ausgangsposition befördert. Da die beiden Kolben 7 und 12 über die Kolbenstange 8 miteinander in Verbindung stehen, wird auch der Kolben 7 wieder in seine Ausgangslage geschoben. Das hat zur Folge, dass in der Druckmittelkammer 6 ein Unterdruck entsteht, so dass Druckmittel 3 von der Bremsleitung 2 zurück in die Druckmittelkammer 6 fließt. Das hat wiederum zur Folge, dass der Druck in der Bremsleitung 2 absinkt. Auch dieser Schritt kann in Abhängigkeit von dem eingesetzten Aktuator schlagartig erfolgen.
Je nachdem, was für Aktuatoren eingesetzt werden, ermöglicht die beschriebene Anordnung einen mehrfachen Einsatz. Sie ist somit als reversibel zu bezeichnen.
In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremskreislaufs 1 dargestellt. Dieser weist wiederum eine Bremsleitung 2 sowie einen Behälter 4 auf. Der Behälter 4 ist wieder länglich ausgeführt. Er ist in diesem Ausführungsbeispiel jedoch quer zur Bremsleitung 2 angeordnet. Die Verbindung zwischen der Bremsmittelkammer 6 und der Bremsleitung 2 ist auf der schmalen Seite des Behälters 4 und nicht wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel auf der langen Seite des Behälters 4 angeordnet. Dazu ist die Druckmittelkammer 6 im Wesentlichen U-förmig ausgeführt, wobei der Kolben 7 lediglich in einem Schenkel des U's angeordnet ist, während der andere Schenkel des U's als Verbindung zwischen der Druckmittelkammer 6 und der Bremsleitung 2 dient. Der Kolben 12, der in der separaten Arbeitskammer 11 angeordnet ist, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit demselben Durchmesser ausgeführt, wie der Kolben 7. Es ist jedoch denkbar, die Ausmaße der Arbeitskammer 11 sowie des Kolbens 12 im Vergleich zu denen von Druckmittelkammer 6 und Kolben 7 zu variieren. Über diese Variation können andere Kräfteverhältnisse zwischen den Kolben 7 und 12 je nach Anwendungsfall eingestellt werden.

Claims

Bremskreislauf (1) mit – einer Bremsleitung (2) zur Aufnahme eines Druckmittels ( 3) sowie – einen mit dem Bremskreislauf (1) in Verbindung stehenden Behälter (4) mit einer Druckmittelkammer (6) zur Aufnahme von zusätzlichem Druckmittel (3), wobei – der Behälter (4) Mittel aufweist, mit deren Hilfe das in dem Behälter (4) befindliche Druckmittel (3) dem in der Bremsleitung (2) befindlichen Druckmittel (3) schlagartig hinzugeführt werden kann, wodurch sich der Druck in der Bremsleitung (2) erhöht, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel so ausgelegt sind, dass der Bremsleitung (2) auch Druckmittel (3) schlagartig entzogen werden kann.
Bremskreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckmittelkammer (6) ein schiebegeführt angeordneter Kolben (7) vorgesehen ist, welcher mit einer dem Druckmittel (3) zugewandten Fläche (7a) auf das Druckmittel (3) in der Druckmittelkammer (6) wirkt.
Bremskreislauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Aktuator (9) zum Überführen des Kolbens (7) von einer Normalposition in eine Hochdruckposition vorgesehen ist.
Bremskreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Aktuator (13) zum Überführen eines Kolbens (12) von einer Hochdruckposition in eine Normalposition vorgesehen ist.
Bremskreislauf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) mit dem Kolben (12) über eine Kolbenstange (8) verbunden ist.
Bremskreislauf nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren pyrotechnische Elemente (9, 13) aufweisen, die schlagartig expandierendes Gas (14, 16) erzeugen.
Bremskreislauf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das Gas (14) auf eine dem Druckmittel (3) abgewandte Fläche (7b) des Kolbens (7) wirkt, wodurch der Kolben (7) von der Normalposition in die Hochdruckposition überführt und dadurch das in der Druckmittelkammer (6) befindliche Druckmittel (3) dem in der Bremsleitung (2) befindlichen Druckmittel (3) hinzugeführt wird.
Bremskreislauf nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (7) in der Druckmittelkammer (6) und der zweite Kolben (12) in einer separaten Arbeitskammer (11) angeordnet ist.
Bremskreislauf nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine druckaufnehmende Fläche (12a) des zweiten Kolbens (12) ebenfalls Gas (16) wirkt, wodurch der Kolben (12) zusammen mit dem Kolben (7) von der Hochdruckposition in die Normalposition überführt und dadurch Druckmittel (3) der Bremsleitung (2) entzogen wird.