DE102005043267A1

DE102005043267A1 - Kraftradbremsanlage

Info

Publication number: DE102005043267A1
Application number: DE102005043267A
Authority: DE
Inventors: Joachim Funke
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2006-12-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kraftradbremsanlage mit einem Steurkolben (5) und einer Pumpe (6) zur Betätigung einer Radbremse, die bei einer Beeinträchtigung ihrer Funktionsfähigkeit mittels einer Bypassverbindung (3) und einem Bypassventil (4) umgangen werden, um den hydraulischen Druck des Hauptbremszylinders (1) unmittelbar auf die Radbremse (2) wirksam werden zu lassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftradbremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus Breuer B.; Bill K.: Bremsenhandbuch. Wiesbaden: Verlag Friedr. Vieweg & Sohn, 2003 ist bereits eine derartige Kraftradbremsanlage aus Bild 10–39, Seite 184 bekannt. Diese Bremsanlage hat jedoch den Nachteil, dass bei einem Ausfall der elektrischen Betätigung des Steuerkolbens und/oder der Pumpe nicht nur die Bremsschlupfregelung, sondern auch die Bremskraftverstärkung nicht mehr zur Verfügung steht. Durch die Konstruktion der Bremsanlage ist unter der Erfordernis einer hohen Betätigungskraft am Hauptbremszylinder daher nur eine eingeschränkte Bremsverzögerung möglich.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftradbremsanlage der bekannten Art derart zu gestalten, dass mit möglichst einfachen Mitteln vorgenannte Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird für eine Kraftradbremsanlage der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand mehrerer Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1, 3 ausgehend vom Stand der Technik den Hydraulikschaltplan für eine Kraftradbremsanlage, bestehend aus einer handbetätigten Vorderradbremse und einer fußbetätigten Hinterradbremse, ergänzt um die erfinderischen Merkmale einer schaltbaren Bypassverbindung für jede Radbremse,
2, 4 eine Abwandlung des Hydraulikschaltplans nach 1, 3 mit einer schaltbaren Bypassverzweigung auf beide Radbremsen, die an den handbetätigten Hauptbremszylinder angeschlossen ist.
Die 1 zeigt eine Kraftradbremsanlage, deren am Vorderrad angebrachte Radbremse 2 über einen Hauptbremszylinder 1 hydraulisch durch eine Handkraft betätigbar ist, während die am Hinterrad angebrachte Radbremse 2 über einen weiteren Hauptbremszylinder 1 hydraulisch durch eine Fußkraft betätigbar ist. Jede Radbremse 2 weist ferner einen autarken Bremsleitungspfad 15 auf, an den zur Bremsdruckerzeugung eine elektrisch betätigbare, radindividuell ansteuerbare Pumpe 6 angeschlossen ist. Jeder Bremsleitungspfad 15 führt über ein mit einem Notbremskolben 9 zusammenwirkendes Drosselventil 10 zu einem Vorratsbehälter 11, aus dem die betreffende Pumpe 6 das erforderliche Druckmittel entnimmt. Jedes Drosselventil 10 ist durch jeweils einen Steuerkolben 5 betätigbar, wozu der Steuerkolben 5 in der abgebildeten Weise einerseits direkt dem Druck des zugehörigen Hauptbremszylinders 1 als auch über einen sogenannten Integralkolben 12 dem Druck des anderen Hauptbremszylinders 1 ausgesetzt ist. Ü berdies ist zur Bremsdruckregelung im Antiblockiermodus jeder Steuerkolben 5 über eine Magnetspule 13 elektrisch betätigbar. Die Überwachung und Regelung des Bremsdrucks erfolgt unter Zuhilfenahme von Drucksensoren 14, die an jedem Hauptbremszylinder 1 als auch an jedem Bremsleitungspfad 15 angebracht sind. Zur Erkennung der Betätigung der Hauptbremszylinder 1 genügen handelsübliche Bremslichtschalter, so dass an dieser Stelle Drucksensoren nicht zwingend erforderlich sind.
Die schlupffreie Betriebsbremsung erfolgt somit durch die Betätigung von wenigstens einem der beiden Hauptbremszylinder 1, wodurch die jeweils zugehörige Pumpe 6 anhand der Drucksensorik bzw. durch den Bremslichtschalter entsprechend aktiviert wird. Der von der Pumpe 6 aufgebrachte Druck ist hierbei um den Drosseldruck am geöffneten Drosselventil 10 reduziert. Zur Erreichung möglichst kurzer Bremswege muss die Pumpe 6 eine entsprechend hohe Leistung aufweisen, um die erforderliche Bremskraftverstärkung realisieren zu können.
Zur Reduzierung des Bremsdrucks in einer Antiblockierregelung als auch zur elektronisch gesteuerten Bremskraftverteilung zieht die erregte Magnetspule 13 den Steuerkolben 5 gegen den wirksamen Hauptbremszylinderdruck zurück, wodurch sich das Drosselventil 10 vom Notbremskolben 9 entfernt, so dass sich der Rücklauf des Pumpenstroms zum Vorratsbehälter 11 erhöht.
Bei einem Ausfall der elektrischen Betätigung des Steuerkolbens 5 und der Pumpe 6 entfällt bisher nicht nur die Brems druckregelfunktion, sondern auch die notwendige Bremskraftverstärkung. Der Hauptbremszylinderdruck verschiebt sodann den Steuerkolben 5 und das Drosselventil 10 auf seinen Ventilsitz am Notbremskolben 9, so dass das im Bremsleitungspfad 15 eingeschlossene Druckmittel durch die Verdrängerwirkung des Notbremskolbens 9 bisher eine Notbremsung ermöglichte. Infolge dieser Konstruktion war bisher eine vergleichsweise geringe Bremsverzögerung unter verhältnismäßig hohem Kraftaufwand möglich.
Dies war zunächst der elementare Aufbau und die Funktion der zum Stand der Technik zitierten Bremsanlage.
Um die geschilderten Nachteile zu vermeiden, wird nunmehr vorgeschlagen, zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und der Radbremse 2 jeweils eine Bypassverbindung 3 anzuordnen, in die ein Bypassventil 4 eingesetzt ist, das ausschließlich beim Ausfall der elektrischen Betätigung der Pumpe 6 geöffnet ist, so dass der hydraulische Druck des Hauptbremszylinders 1 unmittelbar auf die Radbremse 2 wirksam ist. Durch diese Maßnahme lässt sich mit geringem Aufwand für die bekannte Bremsanlage eine erheblich verbesserte Bremsverzögerung erzielen.
Das Bypassventil 4 ist als 3/2-Wegesitzventil ausgeführt, das in einer ersten Ausführungsform elektromagnetisch stromlos seine den Bypass geschlossene und den Bremsleitungspfad 15 geöffnete Schaltstellung einnimmt. Der Ein- und Auslassanschluss der Bypassverbindung 3 an jedem Bypassventil 4 ist derart gewählt, dass der durch die betriebsfähige Pumpe 6 erzeugbare Druck das normalerweise in der Schließstellung befindliche Bypassventil 4 nicht ungewollt zu öffnen vermag. Daher ist vorgesehen, dass das Bypassventil 4 vom Druck der Pumpe 6 ausschließlich in der Ventilschließrichtung beaufschlagbar ist, wozu der mit der Pumpe 6 verbundene Auslass der Bypassverbindung 3 am Magnetankerraum (siehe Ziffer 7 in 3, 4) des Bypassventils 4 angeschlossen ist.
Aus dieser Überlegung folgt, dass das Bypassventil 4 vom Druck des Hauptbremszylinders 1 ausschließlich in der Ventilöffnungsrichtung beaufschlagt werden darf, weshalb der Einlass der Bypassverbindung 3 stromaufwärts zum Ventilsitz in einen Ventilsitzraum (siehe Ziffer 8 in 3, 4) des Bypassventils 4 einmündet.
Alternativ ist das Bypassventil 4 als 3/2-Wegesitzventil ausführbar, das bei störungsfreier Betriebsweise der elektrischen Betätigung der Pumpe 6 elektromagnetisch erregt in der den Bypass geschlossenen und den Bremsleitungspfad 15 geöffneten Schaltstellung verharrt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass auch bei einem Totalausfall der elektrischen Energieversorgung das Bypassventil 4 sicher die geöffnete Grundstellung einnehmen kann, wodurch jeweils eine direkte, ungehinderte Übertragung des Hauptbremszylinderdrucks auf die zugehörige Radbremse 2 gewährleistet ist.
Als Anknüpfungsstelle der Bypassverbindung 3 an den Hauptbremszylinder 1 eignet sich bevorzugt jeweils ein Entlüfteranschluss an der mit dem Hauptbremszylinder verbundenen Bremsleitung, der ohnehin notwendig ist und daher in der Regel bereits an jeder Bremsleitung der beiden Hauptbremszylinder 1 vorhanden ist.
Als Anknüpfungsstelle der Bypassverbindung 3 an die Radbremse 2 eignet sich bevorzugt jeweils das Bypassventil 4, das sich wie ein T-Leitungsverzweigung unproblematisch jeweils zwischen dem Bremsleitungspfad 15 und der Radbremse 2 integrieren lässt.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das Ausführungsbeispiel nach 1 beschränkt, bei dem die Vorderrad- und Hinterradbremse über jeweils zwei voneinander getrennte Bypassverbindungen 3 im Fehlerfall der Pumpe 6 unabhängig voneinander über die einzelnen Hauptbremszylinder 1 betätigbar sind. Eine beschränkte Verwendung der Bypassverbindung in Kombination mit dem Bypassventil für nur eine der beiden Radbremsen 2 ist ebenso denkbar.
Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform geht aus 2 hervor, wonach abweichend von 1 beide Bypassverbindungen 3 stromaufwärts der beiden Bypassventile 4 über einen Verteileranschluss (siehe Ziffer 17 in 4) zusammengeführt sind und bevorzugt am handbetätigten Hauptbremszylinder 1 angeschlossen sind. Diese Maßnahme eröffnet bei einem Ausfall der Pumpenansteuerung die Möglichkeit, sowohl die Vorderrad- als auch Hinterradbremse bevorzugt über den handbetätigten Hauptbremszylinder 1 gemeinsam zu betätigen. Ansonsten entspricht der Aufbau der Bremsanlage den bereits dargelegten Einzelheiten.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von 3/2-Wegesitzventilen beschränkt, sondern die Funktion eines solchen Ventils kann auch durch eine entsprechende Verschaltung von jeweils 2 Stück 2/2-Wegesitzventilen in der stromlos geschlossenen und stromlos geöffneten Ausführung dargestellt werden, wobei die grundlegenden Beschreibungsmerkmale zu 1 und 2 auf die mit den 2/2-Wegeventilen (Bypassventile 4) versehenen 3, 4 übertragbar sind.

1: Hauptbremszylinder
2: Radbremse
3: Bypassverbindung
4: Bypassventil
5: Steuerkolben
6: Pumpe
7: Magnetankerraum
8: Ventilsitzraum
9: Notbremskolben
10: Drosselventil
11: Vorratsbehälter
12: Integralkolben
13: Magnetspule
14: Drucksensor
15: Bremsdruckpfad
16: Anschlussrohr
17: Verteileranschluss

Claims

Kraftradbremsanlage mit einem hydraulisch betätigbaren, an einer Radbremse angeschlossenen Bremsleitungspfad, an den zur Bremsdruckerzeugung eine elektrisch betätigbare Pumpe angeschlossen ist, mit wenigstens einem Steuerkolben, der über einen Hauptbremszylinder hydraulisch als auch mittels einer Magnetspule elektromagnetisch betätigbar ist, mit einem im Bremsleitungspfad eingesetzten Drosselventil, das durch den Steuerkolben relativ zu einem Notbremskolben bewegbar ist, mit einer Drosselöffnung im Notbremskolben, die beim Ausfall der elektrischen Betätigung der Pumpe vom Drosselventil verschlossen ist, wobei zum Aufbau eines Radbremsdrucks der Notbremskolben unter der Wirkung des vom Hauptbremszylinders auf den Steuerkolben ausgeübten Drucks das im Bremsleitungspfad befindliche Druckmittel in die Radbremse zu verdrängen vermag, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hauptbremszylinder (1) und der Radbremse (2) eine Bypassverbindung (3) vorgesehen ist, in die ein Bypassventil (4) eingesetzt ist, das beim Ausfall der elektrischen Betätigung der Pumpe (6) die Bypassverbindung (3) öffnet, so dass der hydraulische Druck des Hauptbremszylinders (1) unmittelbar auf die Radbremse (2) wirksam ist.
Kraftradbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (4) als in Grundstellung geschlossenes 2/2-Wegesitzventil oder als 3/2-Wegesitzventil ausgeführt ist, die in ihrer Grundstellung den Bypass (3) geschlossen halten und den Brems druckpfad (15) in Richtung der Radbremse (2) jeweils geöffnet halten.
Kraftradbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das als 3/2-Wegesitzventil ausgeführte Bypassventil (4) bei störungsfreier Betriebsweise der elektrischen Betätigung des Steuerkolbens (5) und der Pumpe (6) elektromagnetisch erregt den Bypass (3) geschlossen und den Bremdruckpfad (15) in Richtung der Radbremse (2) geöffnet hält.
Kraftradbremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein- und Auslass der Bypassverbindung (3) am Bypassventil (4) derart gewählt ist, dass der von der Pumpe (6) erzeugbare Druck das Bypassventil (4) in dessen Schließstellung nicht zu öffnen vermag.
Kraftradbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (4) vom Druck der Pumpe (6) ausschließlich in Schließrichtung beaufschlagbar ist, wozu der Auslass der Bypassverbindung (3) in einen Magnetankerraum (7) des Bypassventils (4) einmündet.
Kraftradbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (4) vom Druck des Hauptbremszylinders (1) ausschließlich in Öffnungsrichtung beaufschlagbar ist, wozu der Einlass der Bypassverbindung (3) in einen Ventilsitzraum (8) des Bypassventils (4) einmündet.
Kraftradbremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Vorderrad- und Hinterradbremskreis ein paar Bypassventile (4) vorgesehen sind, die voneinander getrennt oder zusammengefasst in einem Ventilblock am Kraftrad angeordnet sind.