DE1755906B2 - Antiblockierregelsystem fuer eine hydraulische bremsanlage fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

xo Die Erfindung betrifft ein Antiblockierregelsystem für eine kolbengesteuerte hydraulische Bremsanlage für Fahrzeuge, bei dem in die Verbindungsleitung zwischen einem die Bremsdruckquelle bildenden Hauptbremszylinder und einem Radbremszylinder

eine Ventilanordnung geschaltet ist, die normalerweise den Hauptbremszylinder mit dem Radbremszylinder verbindet, jedoch im Falle der Bremskraftregelung zeitweise diese Verbindung sperrt und zur Verminderung der Bremskraft den Radbremszylinder

ao mit einer Flüssigkeitsrückführungsleitung verbindet, mid bei dem eine Rückförderung von ausgeflossenem Druckmittel in den zwischen dem Hauptbremszylinder und der Ventilanordnung liegenden Abschnitt der Verbindungsleitung erfolgt, wobei 2ur Rückförderung

as in die Verbindungsleitung zwischen Hauptbremszylinder und Ventilanordnung während des geregelten Bremsvorganges eine Pumpe vorgesehen ist und die Rückförderung durch die Pumpe von der Menge der ausgeflossenen Flüssigkeit abhängt nach Patent 1655383.

Es sind Bremssysteme für Fahrzeuge bekannt, bei denen das während eines geregelten Bremsvorganges aus dem Radbremszylinder über das Auslaßventil entweichende Druckmittel in einer sogenannten Speicherkammer gesammelt wird. Das Volumen dieser Speicherkammer muß aus Sicherheitsgründen kleiner bemessen sein als das Volumen des Hauptbremszylinders des entsprechenden Brtmskreises, um zu verhindern, daß nach einer gewissen Zahl von Druckabsenkungen während des geregelten Bremsvorganges sich der größere Teil des Bremsmittels in der Speicherkammer befindet und die Bremse dadurch unwirksam wird. Bei mehreren unabhängig voneinander geregelten Bremsdruckkreisen fällt jedoch eine so große Druckmittelmenge ab, daß das Volumen der Speicherkammer nicht mehr ausreicht, um das Druckmittel aufzunehmen. Man hat daher gemäß dem Hauptpatent eine Pumpe vorgesehen, die bei einer bestimmten Füllung der Speicherkammer eingeschal-

tet wird und das Druckmittel aus der Speicherkammer in die Hauptdruckleitung zurückpumpt.

Es kann jedoch der Fall eintreten, daß infolge eines Fehlers im Betätigungskreis für den Pumpenmotor dieser nicht mehr abschaltet und die Pumpe über längere Zeit leerläuft. Dadurch kann ein Unterdruck im Pumpenzylinder entstehen, so daß selbst bei bestmöglicher Kolbendichtung Luft in den Zylinder eingesaugt wird. Bei wiederholtem Bremsvorgang wird dann die Luft zusammen mit dem Druckmittel in das Bremssystern gefördert.

Eine weitere Schwierigkeit ist darin zu sehen, daß die Pumpe häufig unter Vollast, d.h. unter vollem Bremsdruck in der Hauptdruckleitung ein- und abgeschaltet wird. Ein besonderes Problem liegt in der Beherrschung der dabei auftretenden großen Abschaltströme. Ein weiterer Nachteil ist, daß jeder Druckkreis eine Pumpe mit Antriebsmotor und Schalter besitzen muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, das System des Hauptpatents so abzuändern, daß ein Ansaugen von Luft vermieden wird, auch wenn der Pumpenantrieb läuft und daß weiterhin keine Anlaufschwierigkeiten mehr auftreten.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst.

Die Einschaltung des Pumpenantriebs der Kolbenpumpe kann nun in verschiedener Weise erreicht werden. So ist es denkbar, ebenfalls einen vorbestimmten Füllstand in der Speicherkammer als Einschaltkriterium zu benutzen. Ferner kann der Pumpenmotor zugleich mit der Betätigung des Bremslichtschalters zum Anlauf gebracht werden. Auch von der Betätigung mindestens eines der vorhandenen Ventile kann die Einschaltung des Antriebsmotors abhängig gemacht werden. Schließlich kann auch eir mechanischer Antrieb über einen mit einem Exzenter ausgestatteten Teil des Fahrzeugmotors vorgesehen werden.

lsi jedem Fall ist es als vorteilhaft anzusehen, daß trotz Einschaltung des Motors der Kolbenpumpe die eigentliche Belastung der Pumpe erst nach dem Öffnen der Auslaßventile erfolgt. Der Antriebsmotor wird nur im Leerlauf ausgeschaltet, und ein fehlerhafter Dauerlauf des Motors hat keine nachteiligen Folgen, da die Pumpenkolben in Ruhe bleiben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Druckkreis mit einer Speienerkammer für ein Fahrzeugrad,

Fig. 2 eine Regelanordnung ohne Speicherkammer für die individuelle Regelung der Räder einer Fahrzeugachse,

Fig. 3 eine vereinfachte Anordnung für eine fast unabhängige Regelung zweier Fahrzeugräder,

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf des Druckabfalls im Bremssystem.

Gemäß Fig. 1 verbindet die Hauptdruckleitung 1 einen links gelegenen Hauptbremszylinder mit einem rechts liegenden, in einem Rad eingebauten Radbremszylinder. In der Hauptbremsleitung liegen das Einlaßventil E₁ und das Auslaßventil A. Das Auslaßventil ist als Drei-Wege-Ventil ausgebildet, in dessen Auslaßleitung 2 eine Speicherkaramer 3 mit einem durch eine Feder 4 belasteten Kolben 5 angeordnet ist. Der Kolben 5 bewirkt bei Erreichung einer vorbestimm ten Füllung der Speicherkammer die Schließung eines Kontaktelements 6 im Stromkreis des Antriebsmotors 7 des Pumpenaggregats 8. Die Speicherkammer 3 steht über eine Leitung 9, die eip Rückschlagventil 10 aufweist, mit dem Zylinder 11 des Pumpenaggregats 8 in Verbindung, in dem ein freibeweglicher Kolben 12 angeordnet ist. Schließlich ist der Zylinderraum über ein Rückschlagventil 13 und eine Leitung 14 mit der Hauptdruckleitung 1 verbunden.

Das Pumpenaggregat 8 weist ein exzentrisch gelagertes Antriebselement 15 auf, das von dem Pumpenmotor 7 angetrieben wird und auf den Kolben 12 einwirkt. Zwischen dem Kolben 12 und dem Exzenter 15 des Pumpenaggregats 8 besteht lediglich eine kraftschlüssige Verbindung.

Wenn nach einem mehrmaligen Regelvorgang ein bestimmter Füllstand in der Speicherkammer 3 erreicht ist, wird über den Kolben 5 das Kontaktelement 6 geschlossen und damit der Motor 7 an Spannung gelegt. Damit wird das exzentrisch gelagerte Antriebselement 15 des Aggregats 8 in Drehbeweeune versetzt. Der Druck des Bremsmittels in der Speicherkammer 3 und der Leitung 9 bewirkt, daß über das Rückschlagventil 10 der Kolben 12 im Zylinderraum 11 gegen das Antriebselement 15 gedrückt wird und sich — von der gezeichneten Stellung ausge-

hend — bei weiterer Drehung des Antriebs nach links verschiebt. Dann wird der Kolben 12 unter Schließung des Rückschlagventils 10 und öffnung des Rückschlagventils 13 nach rechts bewegt und fördert dabei das im Zylinder 11 befindliche Bremsmittel über die

ίο Leitung 14 in die Hauptdruckleitung zurück. Am Ende des Förderhubes des Kolbens 12 wird dieser unter Einwirkung des Drucks des Bremsmittels in der Leitung 9 nach öffnen des Rückschlagventils 10 wieder in Richtung auf das Antriebselement 15 bewegt, so daß nach Wiedererreichen der dargestellten Stellung der Förderhub des Kolbens 12 einsetzen kann. Dieses wiederholt sich so lange, bis die Speicherkammer 3 nahezu geleert ist und der Kolben 5 unter dem Einfluß der Feder 4 seine Ruhestellung eingenommen

so hat. Dabei wird die Kontaktstelle 6 geöffnet und der Pumpenmotor 7 abgeschaltet.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß es ebenfalls möglich ist, die beiden Auslaßleitungen der individuellen Regelsysteme einer Achse zusammenzufassen und zu einer gemeinsamen Speicherkammer zu führen. Sind Vorder- und Hinterachse eines Fahrzeugs mit je einer Speicherkammer ausgerüstet, so kann das Pumpenaggregat mit einem weiteren Kolben versehen sein, wie später noch ausgeführt wird.

Der Einsatz eines Pumpenaggregats mit freibeweglichem Kolben gibt die Möglichkeit, die bisher notwendigen Speicherkammern entfallen zu lassen. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt:
Vom Hauptbremszylinder 16 werden über die Hauptdruckleitung 17 bei Betätigung des Bremspedals 18 die Radbremszylinder des linken und rechten Fahrzeugrades 19 und 20 über die Einlaßventile E, und E_r sowie die Auslaßventile A₁ und A, beaufschlagt. Die Ventile werden durch die Sensoren 21

für das linke Fahrzeugrad und 22 für das rechte Fahrzeugrad individuell betätigt. Die Auslaßleitungen 23 und 24 der Ventile A₁ und A_r führen über die Rückschlagventile 25 und 26 zu den Pumpenzylindern 27 und 28. Über die Leitungen 29 und 30 mit den Rückschlagventilen 31 und 32 ist die Verbindung der Pumpenräume 27 und 28 mit der Hauptbremsleitung 17 hergestellt.

In den Pumpenzylinder 27 und 28 sind die freibeweglichen Pumpenkolben 33 und 34 gelagert, die nur

kraftschlüssig mit dem Antriebsteil 35 verbunden sind. Das Antriebselement 35 wird durch den Pumpenmotor 36 angetrieben, der in diesem Fall in Abhängigkeit von der Ventilbetätigung gesteuert wird. Hierzu kann beispielsweise der Eingang eines elektro-

nischen Verstärkers 37 parallel an alle vorhandenen Ein- und Auslaßventile angeschlossen werden, so daß der Verstärker ausgesteuert wird, solange wenigstens eines der vorhandenen Ventile erregt ist, d.h. solange die Regelung in Tätigkeit ist.

Ein Pumpenaggregat gemäß Fig. 2 ist auch bei einem Bremssystem mit mehreren Speicherkammern, wie bereits oben erwähnt wurde, anwendbar, wobei dann die Schaltkontakte der Speicherkammern im Stromkreis des Pumpenmotors parallel zu schalten sind. Es ist aber auch möglich, daß die Speicherkammern mechanisch auf einem gemeinsamen elektrischen Schaltkontakt für den Pumpenmotor einwirken.

Es ist auch möglich, die in Fig. 2 dargestellte von der Ventilbetätigung abhängige Steuerung des Antriebsmotors der Pumpe in entsprechender Weise bei Bremssystemen mit Speicherkammern einzusetzen.

Weiterhin ist es denkbar, unabhängig von der Ausbildung des hydraulischen Systems den Antriebsmotor des Pumpenaggregats vom Stopplichtschalter ein- und auszuschalten. Der Motor läuft dann bei jeder Betätigung der Bremse an, gleichgültig, ob ein Regelvorgang stattfindet.

Schließlich ist es auch möglich, auf einen elektrischen Antriebsmotor für das Pumpenaggregat zu verzichten und dieses mechanisch vom Fahrzeugmotor aus anzutreiben, so daß der Exzenter dauernd mitläuft. Beispielsweise kann die Welle des Zündverteilers oder die Welle der Lichtmaschine als exzentrisches Antriebselement für den Pumpenantrieb ausgebildet werden.

In Fig. 3, die eine Regelanordnung für zwei Fahrzeugräder einer Achse zeigt, sind mit E₃ und A₃ die Ein- und Auslaßventile für das Rad 38 und mit E₄ und A₄ die entsprechenden Ventile für das Rad 39 bezeichnet. Das Bremspedal und der Hauptbremszylinder tragen dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 2. Die Auslaßleitungen 40 und 41 der Auslaßventile A₃ und A₄ führen gemäß diesem Ausführungsbeispiel über ein Rückschlagventil 42 zu einem einzigen Pumpenzylinder 43 mit dem Pumpenkolben 44, der mit einem Antriebsexzenter 45 kraftschlüssig verbunden ist. Der Antriebsexzenter 45 wird durch den Motor 46 angetrieben. Vom Pumpenzylinder 43 wird das Bremsmittel über ein weiteres Rückschlagventil 47 in der Leitung 48 in die Hauptbremsleitung zurückgebracht.

Solange Bremsmittel aus den Auslaßventilen A₃ und A₄ am Rückschlagventil 42 unter Druck ansteht, so lange wird der Pumpenkolben 44 als Druckmitte in die Hauptbremsleitung zurückfördern. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß sie technisch einfach ist da nur eine Pumpe mit einem Pumpenkolben benötig' wird.

Von den vorstehend angegebenen Lösungen haber diejenigen ohne Speicherkammern den Vorteil, da£ der zeitliche Verlauf des Druckabfalls sich insoferr günstig ändert, als gleiche mittlere Steilheit der Kenn-

ίο linien im oberen und unteren Druckbereich erziel· wird und auch beliebig einstellbar ist. Außerdem ist eine geringere Temperaturabhängigkeit gegeben. Irr Schaubild nach Fig. 4 ist mit p_x der bisherige Verlaui des Druckabfalls bei geöffnetem Auslaßventil und hoher Temperatur, d.h. dünnflüssigem öl, wiedergegeben. Bei tiefer Temperatur und dem entsprechenc dickflüssigen öl ergibt sich der Druckabfall nach dei Kurve P₂-

Bei Verwendung der Kolbenpumpe mit zwei be-

weglichen Kolben nach der Erfindung kann daran gedacht werden, die Durchflußquerschnitte der beteiligten Leitungen und Ventile so groß zu machen, daß unabhängig von der Temperatur die Drehzahl des Exzenters des Pumpenaggregats die mittlere Steilheit dei

Druckabfallkennlinie bestimmt. Die Kurve p₃ zeigi diesen Druckabfall. Jeder Umdrehung des Pumpenexzenters entspricht eine Stufe der Kennlinie. Solange der freibewegliche Kolben zurückstößt und der Pumpenraum sich füllt, sinkt der Druck ab, während be:

der zweiten Hälfte der Exzenterumdrehung der Kolben in Förderrichtung bewegt und der Pumpenzylinder geleert wird. Der Druck bleibt während dieser Zeil konstant. Durch eine hohe Drehzahl des Antriebsexzenters kann die Stufung beliebig fein gewählt werden.

Drehzahl und Hubvolumen des Kolbens bestimmen somit die mittlere Steilheit des Druckabfalls.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Antiblockierregelsystem für eine kolbenge- »teuerte hydraulische Bremsanlage für Fahrzeuge, bei dem in die Verbindungsleitung zwischen einem die Bremsdruckquelle bildenden Hauptbremszylinder und einem Radbremszylinder eine Ventilanordnung geschähet ist, die normalerweise den Hauptbremszylinder mit dem Radbremszylinder verbindet, jedoch im Falle der Bremskraftregelung zeitweise diese Verbindung sperrt und zur Verminderung der Bremskraft den Radbremszylinder mit einer Flüssigktitsrückführungsleitung verbindet, und bei dem eine Rückförderung von ausgeflossenem Druckmittel in den zwischen dem Hauptbremszylinder und der Ventilanordnung liegenden Abschnitt der Verbindungsleitung erlolgt, wobei zur Rückforderung in die Verbindungsleitung zwischen Hauptbremszylinder und Ventilanordnung während des geregelten Bremsvorganges eine Pumpe vorgesehen ist und die Rückförderung durch die Pumpe von der Menge der ausgeflossenen Flüssigkeit abhängt nach Patent 1655383, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil der Pumpe (12,13, 34) in an Sich bekannter Weise mit einem Antrieb (7,8; 35, 36) derart in kraftschlüssiger Verbindung steht, daß der bewegliche Teil der Pumpe (12, 33, 34) nur in Förderrichtung von dem Antrieb (7, 8; 35, 36) mitgenommen wird.

2. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum der Pumpe mit den Auslassen mehrerer Ventilanordnungen (E; A) verbunden ist (Fig. 3).

3. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die zur Pumpe (7, 8, 10 bis 13) führende Auslaßleitung (2,9) eine Speicherkammer (3 bis 5) eingeschaltet ist und daß ein Schalter (6) vorgesehen ist, der bei einem bestimmten Füllstand und der damit verbundenen Verschiebung der beweglichen Wand (5) der Speicherkammer (3 bis 5) den Stromkreis für die Pumpe (7,8,10 bis 13) schließt.

4. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bremssystem mit unabhängig voneinander geregelten Druckkreisen pro Druckkreis ein beweglicher Teil einer Pumpe (33 bzw. 34) vorgesehen ist, das mit einem gemeinsamen Antrieb (35, 36) in kraftschlüssiger Verbindung steht.

5. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß je Druckkreis eine Speicherkammer vorgesehen ist, deren Schalter elektrisch parallel geschaltet sind.

6. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung des Pumpenmotors mit dem Bremslichtschalter gekoppelt ist.

7. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenmotor (36) mit den zugehörigen Ventilanordnungen (E; A) derart gekoppelt ist, daß bei Erregung wenigstens eines Ventils (E; A) der Motor eingeschaltet wird.

8. Antiblockierregelsystem nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Antrieb der Pumpe von dem

Fahrzeugmotor angetrieben ist.

9. Antiblockierregelsystem nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter auf der Lichtmaschinenwelle angeordnet ist.