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Die Erfindung betrifft einen Radbremszylinder-Restluftwächter.
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Bei hydraulischen Bremsanlagen, wie sie in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, eingesetzt werden, ist eine korrekte Entlüftung bekanntermaßen von großer Bedeutung. Im System verbliebene Gase, insbesondere Luftblasen, werden beim Bremsdruckaufbau komprimiert. Grundsätzlich können bei allen hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen Gasblasen in der Bremsflüssigkeit auftreten, die zu einer unerwünschten Kompressibilität der Flüssigkeit, auch Bremsflüssigkeit genannt, führen. Letztlich resultiert dies in erhöhten Bremspedalbetätigungswegen, was vom Fahrer als störend empfunden wird und im Extremfall auch ein Sicherheitsrisiko darstellen kann.
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Insbesondere bei der Erstbefüllung einer Bremsanlage mit Bremsflüssigkeit im Rahmen der Produktion des Fahrzeuges kann aus verschiedenen Gründen eine perfekte luftfreie Befüllung der Bremsanlage nicht immer sichergestellt werden. Dies kann - auch wenn sicherheitskritische Schwellen nicht überschritten werden - zu ungewohnt langen Pedalbetätigungswegen und damit einer Fahrerunzufriedenheit führen, die einen Werkstattaufenthalt nach sich ziehen kann, was bei einem Neufahrzeug normalerweise vermieden werden sollte.
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Moderne schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremssysteme weisen in der Regel eine umfangreiche und komplexe Gestaltung der fluidführende Kanäle und Räume auf, die das Befüllen und Entlüften erschweren. Häufig bedient man sich hierzu der Hochvakuumtechnik, insbesondere während der Kraftfahrzeugendmontage am Band.
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Die
DE 10 2009 039 350 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung des Gasgehaltes von Bremsflüssigkeit, die für die Befüllung einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage vorgesehen ist. Dabei wird überprüft ob die Entgasung der Bremsflüssigkeit in dem erforderlichen Umfang erfolgt ist. Dazu steht eine Glasflasche über einen Adapter in Verbindung mit der Befüllvorrichtung. Die Glasflasche ist nur in Richtung zum Adapter geöffnet und weist in einem mit der Befüllvorrichtung verbundenen Zustand mit ihrem geschlossenen Glasboden nach oben. Um den Gasgehalt der für die Befüllung bestimmten Bremsflüssigkeit zu bestimmen, sei lediglich die Befüllvorrichtung zu evakuieren. Nach dem Evakuieren wird die Befüllvorrichtung mit der zu untersuchenden Bremsflüssigkeit gefüllt, und nach einer Wartezeit das an der oben liegenden Seite der Glasflasche sich ansammelnde Gas erfasst. Mit der
DE 10 2009 039 350 A1 soll ein Weg zur Überprüfung der zu untersuchenden Bremsflüssigkeit auf die erforderliche Entgasung aufgezeigt werden, bei dem auf eine zeitraubende Ultraschallbehandlung verzichtet werden könne.
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In der
DE 103 09 479 A1 dagegen ist ein Verfahren zum Entlüften und Neubefüllen eines elektrohydraulischen Bremssystems offenbart. An Radbremsen sind ventilgesteuerte Radentlüfteranschlüsse vorgesehen, über die den Bremskreisen Druckmittel, also Bremsflüssigkeit entnommen werden kann. Zum Entlüften und Neubefüllen des Bremssystems werden an diese Radentlüfteranschlüsse Entlüftungsflaschen angeschlossen, in denen die aus dem Bremskreisen abgelassene Bremsflüssigkeit fließt. Die
DE 103 09 479 A1 beschreibt diese Entlüfterflaschen nicht weiter. Bekannt sich jedoch Entlüfterflaschen, welche ein Volumen von mehr als 500 ml haben, um die Bremsflüssigkeit aufzufangen, und welche zumindest einen Schlauchanschluss gegebenenfalls auch zwei Schlauchanschlüsse mit jeweils einem in den Schläuchen angeordneten Rückschlagventil aufweisen. Der oder die Schläuche dienen zum Verbinden mit dem jeweiligen Radentlüfteranschluss.
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Aus der
DE 10 2013 223 363 A1 ist ein Verfahren zur Entlüftung eines Bremskreises bekannt, bei dem dessen Druck durch wenigstens eine motorisch angetriebene Pumpeinrichtung selektiv erhöht wird, ohne dabei die regelmäßig an den Bremszylindern vorhandenen Entlüftungsventile zu öffnen. Bei dieser Pumpeinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine motorisch angetriebene Pumpeinrichtung, die zum Druckaufbau in der Bremsanlage im Rahmen von Bremseingriffen einer elektronischen Fahrdynamik-Regelung vorgesehen sind (ESC-Pumpen). Die Aktivierung der wenigstens einen Pumpe führt dazu, dass die Bremsen in den betroffenen Bremskreisen umgehend maximal angelegt werden. Sobald dies geschehen ist, kann keine weitere Bremsflüssigkeit gefördert werden, und die Pumpe arbeitet somit gegen einen geschlossenen Ausgang, wodurch sich ein hoher hydrostatischer Druck aufbauen kann. Es hat sich herausgestellt, dass eine derartige temporäre Druckanhebung, sofern diese unter Aufbringung verhältnismäßig hoher Drücke durchgeführt wird, auch ohne Öffnung von Entlüftungsventilen letztlich zu einer dauerhaften Entlüftung der Bremsanlage führen kann, auch, nachdem die Druckerhöhung wieder beendet ist. Auch wenn durch dieses Verfahren eine effektive Entlüftung bewirkt wird, kann es passieren, dass sich die Restluft in der Bremsflüssigkeit zwar löst und dann aber bei niedrigerem Druck an anderen Orten der Bremsanlage und eben nicht wie gewünscht im Bereich des Hauptbremszylinders sondern an einem Radbremszylinder wieder ausgast.
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Letztlich ließen sich solche Restluftmengen durch bekannte Verfahren detektieren. Diese basieren in der indirekten Bestimmung des Luftgehalts aus dem Bremspedalweg und dem gemessenen Druck, sind vergleichsweise aufwändig und ungenau.
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Vor diesem Hintergrund besteht Bedarf nach einer Vorrichtung sowie einem Verfahren mittels dem Restluft in der Bremsflüssigkeit, insbesondere sich im Bereich des Radbremszylinders befindliche Restluft, zuverlässig und vergleichsweise einfach feststellen lässt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Radbremszylinder-Restluftwächter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Die Erfindung betrifft einen Radbremszylinder-Restluftwächter, welcher einen Wächterkörper mit einem Sackloch aufweist. Der Begriff Sackloch ist weit auszulegen und stellt im Wesentlichen darauf ab, dass dadurch ein einseitig offenes druckdichtes Behältnis ausgebildet wird. Bevorzugt weist das Sackloch einen runden Querschnitt auf. Beispielsweise weist das Sackloch eine Ausdehnung in Axialrichtung auf, die seinen Axialdurchmesser mehrfach übersteigt, beispielsweise um mehr als das Dreifache. Bevorzugt weist das Sackloch einen linearen Verlauf entlang seiner Ausdehnung in Axialrichtung auf. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Sackloch durch eine mittels eines Verschlussmittels, beispielsweise mittels eines Schraubstopfens, einseitig verschlossene Durchbohrung des Wächterkörpers ausgebildet.
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Erfindungsgemäß weist der Radbremszylinder-Restluftwächter ein Verbindungsmittel auf, das mit einer Entlüftungsöffnung eines Radbremszylinders eines hydraulischen Bremskreises eines Kraftfahrzeugs druckfest verbunden ist, so dass eine fluidleitende Verbindung zwischen dem hydraulischen Bremskreis und dem Sackloch hergestellt ist. Beispielsweise sind die Verbindungsmittel am und vom Wächterkörper ausgebildet. Bevorzugt umfassen die Verbindungsmittel einen Adapter, beispielsweise einen metallischen Adapter, zur Anordnung zwischen dem Wächterkörper und dem Radbremszylinder.
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Der Begriff Radbremszylinder im Sinne der Erfindung meint die radnah zur hydraulischen Betätigung der Radbremse vorgesehenen Bremszylinder. Der Hauptbremszylinder ist somit kein erfindungsgemäßer Radbremszylinder. Der Radbremszylinder (RBZ) dient dazu, den durch den Hauptbremszylinder im Bremssystem aufgebauten Druck auf die Bremsbacken bzw. Bremsklötze zu übertragen. Die zumeist zylinderförmigen Radbremszylinder mit innenliegenden Kolben sind bei der Trommelbremse fest auf der Bremsankerplatte montiert und wirken auf die Bremsbacken. Die Radbremszylinder bei Scheibenbremsen befinden sich im Bremssattel und drücken auf die Bremsklötze.
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Erfindungsgemäß ist der Wächterkörper wenigstens teiltransparent ausgebildet. Bevorzugt ist der Wächterkörper wenigstens im Bereich des Endes des Sackloches transparent ausgebildet. Noch bevorzugter ist der Wächterkörper vollständig aus einem transparenten Material, wie einem transparenten Kunststoff, ausgebildet. Meist bevorzugt handelt es sich um einen transparenten thermoplastischen Kunststoff, wie Polymethylmethacrylat (PMMA) oder transparentem Polystyrol (PS). Die Transparenz ist erfindungsgemäß vorgesehen, um das in dem Sackloch des Wächterkörpers befindliche Bremsflüssigkeit des hydraulischen Bremskreises visuell untersuchen zu können.
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Der Wächterkörper ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung rohrförmig, beispielsweise als Hohlzylinder, ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfassen die Verbindungsmittel und/oder das Verschlussmittel eine Schraubverbindung. Beispielsweise ist der Adapter der Verbindungsmittel mit einem Außengewinde versehen, das in ein Inngewinde der radbremszylinderseitigen Entlüftungsbohrung eingreift, aus welcher die Entlüftungsschraube entfernt wurde.
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Der Adapter kann als Winkelstück ausgeführt sein, so dass der Bremszylinder-Restluftwächter auch bei seitlich gelegenen Entlüftungsöffnungen eine zumindest schräge oder senkrechte Ausrichtung aufweist. Zielführend ist der Bremszylinder-Restluftwächter mit seiner Kopfseite, also mit der Seite an welcher die Verschlussmittel der Durchbohrung angeordnet sind, oberhalb der Entlüftungsöffnung des betreffenden Radbremszylinders angeordnet, so dass eine Restluftfalle gebildet ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Radbremszylinder-Restluftwächter eine Druckfestigkeit von mindestens dem bei der Fahrzeugmontage maximal verwendeten Fülldruck des Bremssystems auf, beispielsweise von mehr als 5 bar bis 10 bar auf. Gleichzeitig muss er ebenso den maximalen Unterdruck von 1 bar Vakuum dauerhaft, also z.B. wenigstens über 30 Minuten, abdichten können. Die Druckfestigkeit bezieht sich auf den Wächterkörper und die durch die Verbindungsmittel bewirkte fluidleitende Verbindung mit dem Radbremszylinder.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aus einem Kraftfahrzeug mit einem hydraulischen, wenigstens einen Radbremszylinder umfassenden Bremskreis und einem mit dem Radbremszylinder fluidleitend verbundenen Radbremszylinder-Restluftwächter in einer der zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen. Bevorzugt ist bei bestimmungsgemäßer Ausrichtung des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs das kopfseitige Ende des Sacklochs bezüglich des Schwerefeldes höher als die Entlüftungsöffnung des zugehörigen Radbremszylinders angeordnet, indem beispielsweise das Sackloch schräg oder lotrecht bezüglich des Schwerefeldes verläuft. Dadurch wird vorteilhaft eine Schwerkraftfalle, also eine Restluftfalle für die Restluft ausgebildet und ein Rückwandern der Restluftblase in den Radbremszylinder verhindert.
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In bekannter Ausgestaltung umfasst die Anordnung mehrere Radbremszylinder, beispielsweise in zwei Bremskreisen organisierte Radbremszylinder, wobei erfindungsgemäß jeder Radbremszylinder fluidleitend mit einem zugehörigen Radbremszylinder-Restluftwächter in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen verbunden ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, bei dem ein hydraulischer, wenigstens einen Radbremszylinder umfassender Bremskreis eines Kraftfahrzeugs durch eine Pumpeinrichtung, bevorzugt eine mit dem Kraftfahrzeug verbundene Pumpeinrichtung, mit Druck beaufschlagt wird, während eine Entlüftungsöffnung des Radbremszylinders druckdicht und in fluidleitender Verbindung mit einem zugehörigen Radbremszylinder-Restluftwächter in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen verbunden ist. Der Begriff „druckdicht“ meint beispielsweise eine Druckfestigkeit von mindestens dem bei der Fahrzeugmontage maximal verwendeten Fülldruck des Bremssystems. Bei dieser mit dem Kraftfahrzeug verbundenen Pumpeinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine motorisch angetriebene Pumpeinrichtung, die zum Druckaufbau in der Bremsanlage im Rahmen von Bremseingriffen einer elektronischen Fahrdynamik-Regelung vorgesehen sind (ESC-Pumpen), oder einer externen, in der Evakuier- und Befüllanlage der herstellerseitigen Erstbefüllung befindlichen Pumpeneinrichtung.
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Mit dem erfindungsgemäßen Radbremszylinder-Restluftwächter ist eine sichere Überprüfung möglich, ob noch Restluft in dem Bremshydrauliksystem vorhanden ist. Dies ist sinnvoller überprüfbar nach einer herstellerseitigen Erstbefüllung, aber auch nach einer Servicebe- oder -auffüllung durch Servicebetriebe im Rahmen von Inspektionen und/oder Reparaturen. Nachdem überprüft wurde, ob noch Restluft im System vorhanden ist, wird der Radbremszylinder-Restluftwächter gegebenenfalls mit der darin gefangenen Restluft entfernt, wobei die Entlüftungsschraube wieder in die Entlüftungsbohrung eingesetzt wird. Möglich ist auch, die Restluft zuvor durch Öffnen des kopfseitigen Verschlussmittels entweichen zu lassen, in dem das Verschlussmittel leicht gelöst wird. Ist die Restluft entwichen, kann das Verschlussmittel wieder in den druckdichten Zustand angezogen werden. Insofern hat der erfindungsgemäße Bremszylinder-Restluftwächter eine Doppelfunktion. Zum einen die Funktion des zügigen und sicheren Überprüfens der Restluft eines Radbremszylinders, und zum anderen das Entfernen der in der Restluftfalle gefangenen Restluft.
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Die Erfindung zielt auf die Überwachung und Qualität der Befüllung von Bremsanlagen ab. Die derzeit üblichen Kupplungssysteme sind in der Regel selbstentlüftend, sind also in diesem Zusammenhang weit weniger kritisch. Trotzdem erweist sich der erfindungsgemäße Radbremszylinder-Restluftwächter und das erfindungsgemäß Verfahren auch als vorteilhaft für ein hydraulisches Kupplungssystem, da das Kupplungs- und das Bremssystem regelmäßig ein gemeinsames Reservoir verwenden, also beim Evakuier- und Befüllvorgang miteinander verbunden sind.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
- 1 eine Ansicht eines mit einem Radbremszylinder einer Scheibenbremse verbundenen, erfindungsgemäßen Radbremszylinder-Restluftwächters in einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine Ansicht eines mit einem Radbremszylinder einer Trommelbremse verbundenen, erfindungsgemäßen Radbremszylinder-Restluftwächters in einer zweiten Ausführungsform; und
- 3 eine gegenüberstellende Darstellung der ersten und zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radbremszylinder-Restluftwächters.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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Die in der 1 dargestellte erste Ausführungsform eines Radbremszylinder-Restluftwächters 1 ist mit einem Radbremszylinder 8 einer Scheibenbremse verbunden. Der Radbremszylinder-Restluftwächter 1 weist einen hohlzylinderförmigen, transparenten Wächterkörper 2 aus einem transparenten Kunststoff, beispielsweise PMMA oder PS auf. Der Radbremszylinder-Restluftwächter 1 weist eine zentrische Durchbohrung 3 auf, die im Folgenden auch als Sackloch 3 bezeichnet wird, also dieses bildet.
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Die zentrische Durchbohrung 3 ist an ihrem einen, offenen bzw. kopfseitigen Ende mit einem Verschlussmittel 5 druckdicht verschlossen. Bei dem Verschlussmittel 5 handelt es sich um eine Metallschraube mit Außengewinde welches mit einem Innengewinde der Durchbohrung 3 zusammenwirkt.
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In das entgegengesetzte, also fußseitige, offene Ende der Durchbohrung 3, also des Sacklochs 3, ist ein Adapter 6 als Verbindungsmittel eingeschraubt, wobei ein Außengewinde des Adapters 6 mit einem Innengewinde der Durchbohrung 3 zusammenwirkt. Im Adapter 6 ist ein Hohlkanal ausgebildet.
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Das entgegengesetzte Ende des Adapters 6 ist in eine Entlüftungsöffnung 7 eines Radbremszylinders 8 einer Scheibenbremse geschraubt, so dass der im Adapter 6 befindliche Hohlkanal für eine fluidleitende Verbindung des durch die einseitig verschlossene Durchbohrung ausgebildeten Sacklochs 3 mit einem hydraulischen Bremskreis sorgt. Dies führt dazu, dass die Bremsflüssigkeit 9 des Bremskreises in das Sackloch 3 strömt und daraus entgaste Restluft, beispielsweise durch Druckbeaufschlagung des Bremskreises mit einer nicht dargestellten Pumpeinrichtung, sich in dem Sackloch 3 sammelt und damit die darin enthaltene Restluftmenge anhand der Größe der Restluftblase 4 beurteilt werden kann.
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Das fußseitige Ende des Radbremszylinder-Restluftwächters 1 ist in den Zeichnungsebenen der 1 und 2 jeweils tiefer angeordnet als das kopfseitige Ende, wobei das fußseitige Ende über den Adapter 6 mit der Entlüftungsöffnung des betreffenden Radbremszylinders verbunden ist. Insofern ist das kopfseitige Ende des Sacklochs 3 bezüglich des Schwerefeldes höher als die Entlüftungsöffnung des zugehörigen Radbremszylinders angeordnet, so dass eine Restfalle oben, also kopfseitig gebildet ist. In dieser sammelt sich die Restluft deren Mengenbetrag wie beschrieben beurteilt werden kann. Dadurch, dass das Verschlussmittel 5 als Schraube ausgeführt ist, kann diese leicht gelöst werden, so dass die Restluft entweichen kann. Ist die Restluft entwichen, kann das Verschlussmittel 5 wieder angezogen werden, so dass der druckdichte Verschluss wieder hergestellt ist.
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Die in 2 gezeigte, zweite Ausführungsform des Radbremszylinder-Restluftwächters 1 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten, ersten Ausführungsform im Wesentlichen durch die Ausgestaltung des Adapters 6 als Teil der Verbindungsmittel. Diese spezielle Ausgestaltung des Adapters 6 als Winkelstück ermöglicht eine lotrechte Ausrichtung des Verlauf des Sacklochs 3 bei einer Verbindung des Radbremszylinder-Restluftwächters 1 mit einem Radbremszylinder einer Trommelbremse, wie in 2 gezeigt.
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Zur Verdeutlichung der unterschiedlichen Ausgestaltung des Adapters 6 wird auf die Gegenüberstellung der 3 verwiesen, wobei in der Zeichnungsebene links die zweite (Adapter 6 als Winkelstück) und in der Zeichnungsebene rechts die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radbremszylinder-Restluftwächters 1 gezeigt ist. Wesentlich ist dabei, dass der Bremszylinder-Restluftwächter 1 mit seinem kopfseitigen Ende, also mit seinem mit dem Verschlussmittel 5 verschlossenen Ende der Durchbohrung stets oberhalb der Entlüftung des Radbremszylinders angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radbremszylinder-Restluftwächter
- 2
- Wächterkörper
- 3
- Sackloch
- 4
- Restluftblase
- 5
- Verschlussmittel
- 6
- Verbindungsmittel
- 7
- Entlüftungsöffnung
- 8
- Radbremszylinder
- 9
- Bremsflüssigkeit
