DE102009032281A1

DE102009032281A1 - Bremsanlage

Info

Publication number: DE102009032281A1
Application number: DE102009032281A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dinkel; Gabriele May; Marco Müller
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2010-02-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit Mitteln zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfes und zur Fahrdynamikregelung, sowie mit einem an einer Pumpensaugseite angeschlossenen Druckregler (4), um die Pumpenbeanspruchung und die Rückwirkung der Pumpe (2) auf den Hauptzylinder (22) zu minimieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit Mitteln zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfes und zur autonomen Bremsdruckregelung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10114298 A1 ist bereits eine derartige Bremsanlage mit Mitteln zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfes als auch zur Fahrdynamikregelung (im Sinne einer autonomen Betriebsweise) bekannt. Diese Bremsanlage weist einen Hauptzylinder auf, der über Bremsleitungen mit mehreren Radbremsen verbunden ist, in die elektromagnetisch betätigbare Trennventile als auch Einlassventile eingesetzt sind. Die Radbremsen jedes Bremskreises sind über elektromagnetisch betätigbare Auslassventile, einem Niederdruckspeicher und einem dem Niederdruckspeicher nachgeordneten Druckvorhalteventil mit der Saugseite einer Pumpe verbunden, in die auch eine Saugleitung einmündet, die zwischen dem Hauptzylinder und dem Trennventil an die Bremsleitung angeschlossen ist. In die Saugleitung ist ein Umschaltventil eingesetzt, das in seiner Grundstellung die Druckmittelverbindung zwischen dem Hauptzylinder und der Saugseite der Pumpe unterbricht. Ferner ist zur Erfassung des Hauptbremszylinderdrucks ein Drucksensor an der Bremsleitung angeordnet.
Bei einer derartigen Bremsanlage wirken während einer auto nomen Betriebsweise der Bremsanlage im Falle einer Betätigung des Hauptzylinders die seitens der Pumpe ausgelösten Druckimpulse über die Saugleitung auf das Bremspedal zurück.
Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsanlage der angegebenen Art derart zu verbessern, dass die durch die Pumpe saugseitig initiierten Druckpulsationen nicht oder nur im vernachlässigbaren Umfang am Hauptzylinder wahrnehmbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Bremsanlage der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 einen hydraulischen Schaltplan einer Bremsanlage in Verbindung mit einem saugseitig angeordneten Druckregler und Membranspeicher,
2 einen Längsschnitt durch den Druckregler,
3 einen für die Pumpe vorgesehenen Gehäuseblock im Längsschnitt mit darin integrierten Druckregler,
4 einen Längsschnitt durch einen Niederdruckspeicher, mit im Niederdruckspeicher integrierten Membranspeicher
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Bremskreis einer Bremsanlage mit Mitteln zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfs als auch zur Fahrdynamikregelung, die einen aus einem Hauptzylinder 22 und einem Druckmittelvorratsbehälter bestehenden Bremsdruckgeber aufweist. Am Hauptzylinder 22 schließt sich eine zu einer Radbremse 26 führende Bremsleitung 23 an, in die ein Trennventil 24 und ein stromabwärts dazu elektromagnetisch betätigbares Einlassventil 25 eingesetzt ist. Die Radbremse 26 ist an eine Rücklaufleitung 6 angeschlossen, in die ein elektromagnetisch betätigbares Auslassventil 27 eingesetzt ist, dem ein an die Rücklaufleitung 6 angeschlossener Niederdruckspeicher 21 folgt, der über ein in die Rücklaufleitung 6 eingesetztes Druckrückhalteventil 14 mit der Saugseite einer Pumpe 2 verbunden ist, welche druckseitig zwischen dem Trenn- und Einlassventil 24, 25 an die Bremsleitung 23 angeschlossen ist.
In die Rücklaufleitung 6 mündet zwischen dem Druckrückhalteventil 14 und der Pumpe 2 eine Saugleitung 3 ein, die über ein elektromagnetisch betätigbares, in Grundstellung geschlossenes Umschaltventil 1 mit dem Hauptzylinder 22 verbunden ist. Zwischen dem Umschaltventil 1 und der Pumpe 2 ist erfindungsgemäß ein Druckregler 4 in die Saugleitung 3 eingesetzt, um die Beanspruchung der Pumpe 2 und die Rückwirkung der störenden Druckpulsationen der Pumpe 2 über die Saugleitung 3 auf den Hauptzylinder 22 und auf das Bremspedal zu verhindern.
Der Druckregler 4 ist als 2/2-Wegesitzventil ausgeführt, der zur Grundpositionierung in Öffnungsrichtung sowohl von einer Druckfeder 5 als auch vom hydraulischen Druck in der Rücklaufleitung 6 beaufschlagt wird. Eine hierfür erforderliche erste Steuerdruckverbindung ist in 1 strichliniert dargestellt, die stromabwärts zum Druckrückhalteventil 14 an der Rücklaufleitung 6 angeschlossen ist. In Schließrichtung wird der Druckregler 4 jeweils vom hydraulischen Druck in der Saugleitung 3 beaufschlagt, der stromaufwärts des Druckreglers 4 herrscht. Eine hierfür erforderliche zweite, ebenfalls strichlinierte Steuerdruckverbindung ist gemäß 1 in entgegengesetzter Richtung zur ersten Steuerdruckverbindung am Druckregler 4 angebracht, die stromabwärts zum Umschaltventil 1 an der Saugleitung 3 angeschlossen ist.
Anstelle eines Atmosphärendrucks wirkt somit das zwischen dem Niederdruckspeicher 21 und dem Auslassventil 27 eingespannte Flüssigkeitsvolumen als Referenzdruck über die erste Steuerdruckverbindung auf den Druckregler 4 in Öffnungsrichtung, sodass auf eine aufwendige, reibungsbehaftete Abdichtung des Druckreglers 4 gegenüber der Atmosphäre verzichtet werden kann. Folglich lässt sich der Druckregler 4 mittels einer sehr einfachen Spaltabdichtung der bewegten Ventilteile (sogenannte metallische Abdichtung) realisieren, sodass der Druckregler 4 aufgrund der nur geringen Reibung weitgehend hysteresefrei auch noch bei sehr niedrigen Arbeitsdrücken voll funktionsfähig bleibt.
Um unter bestimmten Betriebsbedingungen der Bremsanlage das Entstehen von Unterdruck in der Rücklaufleitung 6 zu vermeiden, ist ferner entweder unmittelbar saugseitig vor der Pumpe 2 oder unmittelbar vor dem Niederdruckspeicher 21 ein dem Atmosphärendruck ausgesetzter Membranspeicher 20 angeschlossen, der bei Bedarf ein zusätzliches Saugreservoir darstellt und der entsprechend den Darstellungen nach 1 und 4 vorzugsweise ein integraler Bestandteil des Niederdruckspei chers 21 ist.
Ausgehend von dem zuvor anhand der 1 offenbarten Konzept zeigt die 2 eine bevorzugte Ausführungsform des Druckreglers 4 in Verbindung mit dem Druckvorhalteventil 14 in Form einer eigenständig handhabbaren Baugruppe, sodass die nachfolgende, auf 2 bezogene Beschreibung die in 1 innerhalb des strichpunktierten Rahmens angeordneten Bauteile zum Druckregler 4 und dem Druckvorhalteventil 14 umfasst.
Gemäß der 2 weist der Druckregler 4 einen in einer Hülse 7 geführten sowie metallisch gedichteten Ventilkolben 8 auf, an dessen verjüngtem Kolbenabschnitt 9 ein Ventilschließkörper 10 ausgebildet ist, der mit einem an der Hülse 7 vorgesehenen Ventilsitz 11 zusammenwirkt. Die Hülse 7 ist im Überdeckungsbereich mit dem verjüngten Kolbenabschnitt 9 von einer Querbohrung 12 durchdrungen, die in der vom Ventilsitz 11 abgehobenen Stellung des Ventilschließkörpers 10 stromabwärts des Umschaltventils 1 eine hydraulische Verbindung der Saugleitung 3 mit der Saugseite der Pumpe 2 ermöglicht. In der abbildungsgemäßen Stellung des Druckreglers 4 ist der Ventilschließkörper 10 vom Ventilsitz 11 abgehoben, sodass entsprechend dem Schaltbild nach 1 über den Druckregler 5 die hydraulische Verbindung zwischen der Hülse 7 und dem verjüngten Kolbenabschnitt 9 in Richtung der Saugseite der Pumpe 2 ungehindert freigegeben ist.
Die vom Ventilschließkörper 10 abgewandte Stirnfläche des Ventilkolbens 8 steht unter der Wirkung der Druckfeder 5 sowie unter der Wirkung des hydraulischen Drucks in der Rücklaufleitung 6. Zur hydraulischen Betätigung des Druckrück halteventils 14 ist der Ventilkolben 8 von einer Längsbohrung 13 durchdrungen, die im Innenbereich des Ventilschließkörpers 10 durch das kugelförmige Druckrückhalteventil 14 verschlossen ist, solange der von der Rücklaufleitung 6 in die Längsbohrung 13 fortpflanzende Öffnungsdruck geringer ist als der Schließdruck einer das Druckrückhaltventil 14 beaufschlagenden Feder 15.
Das Druckrückhalteventil 14 ist somit als ein durch die Feder 15 im Schließsinn belastetes Kugelrückschlagventil ausgeführt, das mittels eines am Kopf des Ventilschließkörpers 10 befestigten Ventilkäfigs 16 in einer trichterförmigen Öffnung des Ventilschließkörpers 10 positioniert ist, die sich unmittelbar an die Längsbohrung 13 anschließt. Aus den 2 und 3 geht hervor, dass der Druckregler 4 in Kombination mit dem Druckrückhalteventil 14 in Patronenbauweise ausgeführt und innerhalb einer Sackbohrung des Gehäuseblocks 17 fixiert ist, die mittels eines Deckels 30 verschlossen ist, an dem sich die Druckfeder 5 abstützt.
Aus 3 geht im Längsschnitt eine für die Pumpe 2 erforderliche Pumpenbohrung 18 hervor, die unmittelbar neben der als Sackbohrung ausgebildeten Aufnahmebohrung 19 für den Druckregler 4 in den Gehäuseblock 17 einmündet. Der in Patronenbauweise ausgeführte und bezüglich der Details bereits aus 2 bekannte Druckregler 4 ist somit auf kleinstem Raum gemeinsam mit der in Hubkolbenbauweise ausgeführten Pumpe 2 im Gehäuseblock 17 integriert. Um einen direkten hydraulischen Anschluss des Druckreglers 4 an die Saugseite der Pumpe 2 zu ermöglichen, mündet die Aufnahmebohrung 19 als Schrägbohrung in einem spitzen Winkel zur Pumpenbohrung 18 ebenso wie die Pumpenbohrung 18 in die Seitenfläche des Gehäuseblocks 17 ein, wodurch die Aufnahmebohrung 19 die Pumpenbohrung 18 im Pumpensaugbereich sicher tangiert bzw. schneidet.
Die nachfolgende auf 4 bezogene Beschreibung umfasst die in 1 innerhalb des strichpunktierten Rahmens zusammengefasste Baugruppe, bestehend aus dem Niederdruckspeicher 21 und dem Membranspeicher 20.
Entsprechend geht aus der 4 im Längsschnitt hervor, dass der Niederdruckspeicher 21 als Kolbenspeicher ausgeführt ist, dessen von einer Kolbenfeder 28 beaufschlagter Kolbenboden zur Aufnahme des Membranspeichers 20 mit einer topfförmigen Vertiefung versehen ist, in der eine elastomere Membrane eingesetzt ist, die infolge einer im Kolbenboden angeordneten Belüftungsöffnung 29 entgegengesetzt zur Wirkung des Hydraulikdrucks in der Rücklaufleitung 6 dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist. Infolge der Wirkung des unter Atmosphärendruck stehenden Membranspeichers 20 wird das Entstehen von Unterdruck in der Rücklaufleitung 6 vermieden, sodass durch die Aufrechterhaltung eines gewissen Flüssigkeitsvolumens in der Rücklaufleitung 6 keine Beeinträchtigung der Druckreglerfunktion erfolgt. Der Niederdruckspeicher 21 ist durch einen in den Gehäuseblock 17 eingepressten Deckel 31 verschlossen, an dem sich die Kolbenfeder 28 abstützt.
Wie in 1 symbolisch dargestellt ist, verharrt im unbetätigten Zustand des Hauptzylinders 22 der Druckregler 4 voll geöffnet, sodass bei einer autonomen Betriebsweise der Bremsanlage (z. B. Fahrzeugabstandsregelung, Fahrdynamikregelung usw.), in der das Umschaltventil 1 seine geöffnete Stellung einnimmt, die Pumpe 2 ungehindert aus dem Hauptzylinder 22 bzw. dem daran angeschlossenen Vorratsbehälter Bremsflüssigkeitsvolumen ansaugen kann.
Erfolgt in einer derartigen autonomen Betriebsweise der Bremsanlage durch den Fahrer eine Betätigung des Bremspedals zum Zwecke der manuellen Einbremsung, so steigt zwangsläufig in der Saugleitung 3 und in der daran angeschlossenen zweiten Steuerdruckverbindung der Bremsflüssigkeitsdruck über den Gegendruck in der ersten Steuerdruckleitung an, wodurch infolge der hydraulischen Beaufschlagung des Ventilkolbens 8 der Druckregler 4 seine Regel- bzw. Druckbegrenzungsstellung einnimmt. Folglich mindert sich die Druckbelastung der Pumpe 2 und die Rückwirkung der durch die Pumpe 2 initiierten Druckimpulse in Richtung der Saugleitung 3 unterbleibt, sodass unerwünschte Vibrationen am betätigten Bremspedal sicher vermieden werden. In Kombination mit dem unmittelbar der Pumpe 2 vorgeordneten Membranspeicher 20 erfolgt bei Wunsch oder Bedarf eine weitere Dämpfung der von der Pumpe 2 saugseitig verursachten Druckimpulse.

1: Umschaltventil
2: Pumpe
3: Saugleitung
4: Druckregler
5: Druckfeder
6: Rücklaufleitung
7: Hülse
8: Ventilkolben
9: Kolbenabschnitt
10: Ventilschließkörper
11: Ventilsitz
12: Querbohrung
13: Längsbohrung
14: Druckrückhalteventil
15: Feder
16: Ventilkäfig
17: Gehäuseblock
18: Pumpenbohrung
19: Aufnahmebohrung
20: Membranspeicher
21: Niederdruckspeicher
22: Hauptzylinder
23: Bremsleitung
24: Trennventil
25: Einlassventil
26: Radbremse
27: Auslassventil
28: Kolbenfeder
29: Belüftungsöffnung
30: Deckel
31: Deckel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10114298 A1 [0002]

Claims

Bremsanlage mit Mitteln zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfes und zur autonomen Bremsdruckregelung, mit einem aus einem Hauptzylinder und einem drucklosen Vorratsbehälter bestehenden Bremsdruckgeber, mit einem an den Hauptzylinder angeschlossenen Bremskreis, der eine mit einer Radbremse verbundene Bremsleitung aufweist, die ein Einlassventil aufnimmt, mit einer an der Radbremse angeschlossenen, ein Auslassventil aufweisende Rücklaufleitung, die mit einem Niederdruckspeicher verbunden ist, sowie mit einer am Niederdruckspeicher saugseitig angeschlossenen Pumpe, die druckseitig zwischen einem stromabwärts zum Hauptzylinder in die Bremsleitung eingesetzten Trennventil und dem Einlassventil an der Bremsleitung angeschlossen ist, mit einem stromaufwärts zum Trennventil in einer Saugleitung angeordnetem Umschaltventil, über das eine hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und der Pumpensaugseite herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Umschaltventil (1) und der Pumpe (2) in die Saugleitung (3) ein Druckregler (4) eingesetzt ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler (4) als 2/2-Wegesitzventil ausgeführt ist, das in Öffnungsrichtung vom hydraulischen Druck in der Rücklaufleitung (6) beaufschlagt ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler (4) in Schließrichtung vom hydraulischen Druck in der Saugleitung (3) beaufschlagt ist.
Bremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler (4) einen vorzugsweise in einer Hülse (7) geführten sowie metallisch gedichteten Ventilkolben (8) aufweist, an dessen verjüngtem Kolbenabschnitt (9) ein Ventilschließkörper (10) ausgebildet ist, der mit einem an der Hülse (7) ausgebildeten Ventilsitz (11) zusammenwirkt.
Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (7) im Überdeckungsbereich mit dem verjüngten Kolbenabschnitt (9) von einer Querbohrung (12) durchdrungen ist, über die in der vom Ventilsitz (11) abgehobenen Stellung des Ventilschließkörpers (10) stromabwärts des Umschaltventils (1) eine hydraulische Verbindung der Saugleitung (3) mit der Saugseite der Pumpe (2) erfolgt.
Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der vom Ventilsitz (11) abgehobenen Stellung des Ventilschließkörpers (10) die hydraulische Verbindung zwischen der Hülse (7) und dem verjüngten Kolbenabschnitt (9) über einen Ringkanal in Richtung der Saugseite der Pumpe (2) freigegeben ist.
Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Ventilschließkörper (10) abgewandte Stirnfläche des Ventilkolbens (8) von einer Druckfeder (5) und dem hydraulischen Druck in der Rücklaufleitung (6) beaufschlagt ist.
Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (8) von einer Längsbohrung (13) durchdrungen ist, die im Bereich des Ventilschließkörpers (10) durch ein Druckrückhalteventil (14) verschlossen ist, das vom hydraulischen Druck in der Rücklaufleitung (6) in Richtung der Saugseite der Pumpe (2) zu öffnen ist.
Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckrückhalteventil (14) als ein durch eine Feder (15) belastetes Kugelrückschlagventil ausgeführt ist, das mittels eines am Ventilschließkörper (10) befestigten Ventilkäfigs (16) in einer trichterförmigen Öffnung des Ventilschließkörpers (10) gehalten ist, die sich unmittelbar an die Längsbohrung (13) anschließt.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler (4) in Patronenbauweise ausgeführt ist, der gemeinsam mit der Pumpe (2) in einem Gehäuseblock (17) integriert ist.
Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (2) als Kolbenpumpe ausgeführt ist, deren Pumpenbohrung (18) unmittelbar neben einer Aufnahmebohrung (19) für den Druckregler () in den Gehäuseblock (17) einmündet, wobei die Aufnahmebohrung (19) als Schrägbohrung die Pumpenbohrung (18) im Pumpensaugbereich tangiert.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rücklaufleitung (6) ein dem Atmosphären druck ausgesetzter Membranspeicher (20) angeschlossen ist, der vorzugsweise ein integraler Bestandteil des Niederdruckspeichers (21) ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar an die Saugseite der Pumpe (2) ein dem Atmosphärendruck ausgesetzter Membranspeicher (20) angeschlossen ist.
Bremsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranspeicher (20) über die Saugseite der Pumpe (2) mit der den Druckregler (4) aufnehmenden Saugleitung (3) hydraulisch verbunden ist, die mittels des Druckrückhalteventils (14) von der Rücklaufleitung (6) getrennt ist.