DE1755965C3 - Blockiergeschützte, hydraulische Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Es ist bereits ein Bremssystem bekannt, bei dem entgegen der vom Fahrer beim Bremsen aufgewendeten Kraft beim Erreichen der Blockiergrenz», eine Gegenkraft aufgebracht wird, welche die in die

ίο Radbremse eingeleitete Kraft so vermindert, daß sich das Fahrzeugrad beim Vollbremsen gerade an der Blockiergrenze befindet, aber nicht zum Blockieren kommt (FR-PS 14 98 037). Dadurch wird die maximal mögliche Bremskraft auf die Straße übertragen.

■5 Eine zweite Möglichkeit ist, bei hydraulischen Bremsen bei Erreichen der Blockiergrenze Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder ausfließen zi> lassen und so die Bremskraft auf den gewünschten Wert zu verringern (DBP 12 53 080). Dieser Vorgang erfolgt vorzugsweise pulsierend, da jedes Fühlglied ständig auf die wechselnde Verzögerung jedes Rades anspricht

Dadurch wird jeweils bei Erreichen der Blockiergrenze durch ein Hydraulikventil die Zufuhr der Bremsflüssigkeit zum Radbremszylinder unterbrochen. Dann läßt das Hydraulikventil Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder ausstr-nmen. Die ausströmende Bremsflüssigkeit wird meist dem drucklosen Vorratsbehälter des Hauptbremszylinders zugeleitet Nach Abfall der Bremskraft auf einen bestimmten Wert, der einer verringerten Radverzögerung entspricht, wird dieser Vorgang wieder rückgängig gemacht, so daß ein dauerndes Ein- und Ausschalten der Blockierschutzeinrichtung ein Vollblockieren des Rades verhindert. Ein großer Nachteil dieses Systems ist es, daß die Bremsanlage während einer solchen Bremsung in kürzester Zeit erschöpft ist, weil bei jedem Einschalten des Blockierschutzgerätes Bremsflüssigkeit abgelassen, aber beim Ausschalten des Geräts keine Flüssigkeit zugeführt wird, solange der Fahrer die bremse betätigt Zum Vermeiden dieses Nachteils ist es schon bekannt, eine Vorrichtung vorzusehen, die bei Erreichen eines bestimmten max. Pedalweges die Blockierschutzeinrichtung abschaltet (FR 14 80 500). Aber diese Lösung arbeitet nicht bei allen Betriebsbedingungen sicher und zuverlässig. Sie erfordert öfteres Nachpumpen mit dem Bremspedal, wenn die Blockierschutzeinrichtung weiter arbeiten soll.

Schließlich ist es auch schon vorgeschlagen worden, bei einer Rückfördereinrichtung einen ständig unter Druck stehenden Arbeitsraum zu verwenden und die vom Radbremszylinder abgelassene Bremsflüssigkeit mit Hilfe einer Pumpe wieder in die Bremsleitung zurückzupumpen. Dazu wird eine Kolbenpumpe verwendet, deren Kolben von der ausströmenden Brems- flüssigkeit verdrängt wird. Nachdem eine vorgegebene Menge ausgeströmt ist, wird ein Schaltventil betätigt und der Kolben in seine ursprüngliche Lage zurückgedrängt Dadurch strömt die Bremsflüssigkeit in die Bremsleitung zurück. Der elektrisch angetriebene

ho Kolben kann einen Endsehalter betätigen, der bei Erreichen der Endstellung die Stromzufuhr unterbricht. Weiterhin ist der Pumpe ein Speicher vorgeschaltet, der beim Regler abgelassene Bremsflüssigkeit aufnimmt (DE; AS 16 55 383). Eine Pumpe stellt aber gewöhnlich ein verhältnismäßig träge arbeitendes System dar, so daß die Gefahr besteht, daß sowohl das aus dem Bremszylinder Flüssigkeit ablassende Ventil als auch der Bremsleitungsdruck von der Pumpe her unzuverläs-

sig beeinflußt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und eine blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage zu schaffen, die unerschöpflich ist und sicher, rasch und zuverlässig arbeitet

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Förderkolben zwei weitgehend gleiche Arbeitsflächen mit anschließenden Räumen besitzt, die beide mit der Bremsleitung über ein entlastungsdruck- ,₀ abhängig gesteuertes Schaltventil verbunden sind, das bei druckloser Entlastungleitung die Verbindung geschlossen hält und bei Druckanstieg in der Entlastungsleitung diese Verbindung öffnet

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der ,5 Zeichnung dargestellt und zwar zeigt

Fig. 1 eine Fahrbremsanlage in vereinfachter Darstellung,

F i g. 2 eine Rückfördereinrichtung,

Fig.3 eine andere Ausführung der Rückfördereinrichtung,

Fig.4 eine Bremsvorrichtung mit dieser zweiten Ausführungsform der Rückfördereinrichtung.

Eine hydraulische Bremsanlage nach F i g. 1 hat einen fußbetätigten Hauptbremszylinder 1, der mit einem Verstärker 2 ausgerüstet ist und einen an den Verstärker angesetzten hydraulischen Tandem-Zylinder 2' aufweist Der Hauptbremszylinder 1 versorgt über eine Bremsleitung 3 einen Vorderradbremskreis und über eine Bremsleitung 4 einen Hinterradbremskreis mit Bremsflüssigkeit. An den Vorderrädern sind Bremszylinder 5 und an den Hinterrädern Bremszylinder 6 angeordnet die über je eine Scheibenbremse auf die Fahrzeugräder einwirken. An jedem Fahrzeugrad befindet sich ein Fühlglied 7 zum Ermitteln der Radverzögerung bzw. des Schlupfes beim Blockieren eines Rades. Jedes Fühlglied 7 ist mittels elektrischer Leitungen mit einer gemeinsamen Datenverarbeitungsanlage 8 verbunden. An dieser Anlage ist für jeden Radbremszylinder eine Magnetventil 9 angeschlossen, das sich nahe beim Radbremszylinder 5 bzw. 6 befindet. Von jedem Magnetventil geht eine Entlastungsleitung 10 zu einer Rückfördereinrichtung 11, die für jede Achse nur einmal vorgesehen ist.

Wie in der Fig.2 zu erkennen, besteht die Rückfördereinrichtung 11 aus einer Rückförderpumpe 11' mit einem großen Antriebskolben 12 und einem mit diesem verbundenen kleineren Förderkolben 13. Der Antriebskolben hat zwe- Arbeitsräume 14 und 15, die über ein seitlich angeflanschtes Umschaltventil 18 wechselweise unter Unterdruck oder atmosphärischem Druck stehen. Ein diese Verbindung steuerndes Gestänge trägt die Bezugszahlen 19 und 20 und ragt in die beiden Arbeits'äume 14 und 15 derart hinein, daß es in den beiden Endstellen des Kolbens 12 von diesem betätigt wird. Der Förderkolben 13 arbeitet in zwei mit Bremsflüssigkeit gefüllten Arbeitsräumen 16 und 17, die über Rückschlagventile 26 und 27 mit der Entlastungsleitung 10 verbunden und über Rückschlagventile 28 und 29 an ein Schaltventil 21 angeschlossen sind. Die (& Rückschlagventile öffnen sich in Richtung von der Entlastungsleitung 10 zum Schaltventil 21 hin.

In dem Schaltventil 21 ist eine über die Rückschlagventile 28 und 29 herangeführte Förderleitung 30 an einen Raum 31 angeschlossen, der über einen von einem Ventilschließglied 24 überwachten Ventilsitz 32 mit der Bremsleitung 3 bzw. 4 verbunden ist. Das Ventilschließglied 24 ist an einer Kolbenstange 25 befestigt, die einen Kolben 22 trägt Der Kolben 22 stellt eine bewegliche Wand einec Schluckzylinders 33 dar, der ebenfalls an die Entlastungsleitung 10 angeschlossen ist Außerdem steht der Kolben unter der Wirkung der Kraft einer auf seine Rückseite angreifenden Restdruckfeder 23.

Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt:

Beim Bremsen werden die Radbremszylinder 5 und 6 in bekannter Weise mit Druckflüssigkeit beschickt und die Bremsen zur Wirkung gebracht. Beginnt ein Rad zu blockieren, so spricht sein Fühlglied 7 an, durch das Magnetventil 9 wird die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und dem entsprechenden Radbremszylinder unterbrochen, und der Radbremszylinder wird mit der Entlastungsleitung 10 verbunden. Diese Leitung führt aber nicht zum Vorratsbehälter des Hauptzylinders, sondern zu der Rückförderpumpe 1Γ der Rückfördereinrichtung 11. Die Rückförderpumpe pumpt auf folgende Weise die abgelassene Bremsflüssigkeit in die Bremsleitung 3 bzw. 4 zurück.

Die Arbeitsräume 14 und 15 des .-.uriebskolbens 12 werden wechselweise mit Außenluft unc. mit Vakuum beaufschlagt Die jeweilige Steuerung wird durch den Antriebskolben 12 in seinen beiden Endstellungep über die Gestänge 19 und 20 ausgelöst Steht z. B. der obere Arbeitsraum 15 mit der Außenluft, der Arbeitsraum 14 mit einem Unterdruckerzeuger in Verbindung, so versucht der Druckunterschied den Antriebskolben 12 nach unten zu ziehen. Der in den flüssigkeitsgefüllten Räumen 16 und 17 angeordnete Förderkolbsn 13 drückt dadurch auf die im Raum 17 befindliche Flüssigkeit. Beide Kolben 12 und 13 können sich aber nicht bewegen, wenn das Ventilschließglied 24 des Schaltventiis 21 geschlossen ist, da der Flüssigkeitsrücklauf in die Entlastungsleitung Ϊ0 durch eines der Rückschlagventile 26, 27 gesperrt ist Erst wenn bei einer Bremskraftregelung der Druck in der Rücklaufleitung 10 steigt und diese Drucksteigerung im Schluckzylinder 33 des Schaltventils den Kolben 22 gegen die Krafc der Restdruckfeder 23 nach unten stößt öffnet sich das Ventil 24 schließlich von seinem Ventilsitz 32. Dann beginnt die Pumpe 11' unverzüglich mit ihrer Arbeit. Der von dem Antriebskolben 12 angetriebene Förderkolben 13 drückt dann Flüssigkeit aus dem Raum 17 über das Rückschlagventil 28 in die Bremsleitung 3 bzw. 4. Außerdem läßt er über das Rückschlagventil 27 Flüssigkeit aus der Rücklaufleitung 10 in den Raum 16 eintreten d. h. der Raum 16 arbeitet als Saugraum der Pumpe.

Hört die Blockierschutzregelung auf, so sinkt der Druck in der Rückla-jfleitung 10 und das Schaltventil 21 schließt sich wieder. Dann bleibt die Rückförderpumpe. 11' aufgrund des hydraulischen Gegendruckes stehen. B°.im Blockieren und Lösen wiederholt sich die stufenweise Bewegung der Kolben 12 und 13 der Rückförderpumpe kl' so oft bis die beiden Kolben 12,13 ihre unterste Stellung erreichen. Dann schaltet der Antriebskolben 12 das Umschaltventil 18 derart um, daß nun in den Arbeitsraum 14 Außenluft eingesteuert wird und der Arbeitsraum 15 unter Vakuumeinfluß gelangt Unter dieser Druckeinwirkung versuchen sich die Kolben 12 und 13 nach oben zu bewegen. Wenn der Blockierschutz wieder in Tätigkeit tritt, wird nun der vorher als Druckraum arbeitende Raum 17 zum Saugraum der RücMörderpumpe. Er saugt über das Rückschlagventil 26 Flüssigkeit aus der Rücklaufleitung 10 ab, und aus dem Raum 16 der Pumpe wird über das geöffnete Schaltventil 21 Flüssigkeit über das Rückschlagventil 29 in Richtung auf die Bremsleitung 3 bzw. 4

ausgestoßen. Erreicht der Antriebskolben 12 seine obere Endstellung, so betätigt er das Gestänge 19 und das Umschaltventil 18 steuert wieder Außenluft in den oberen Arbeitsraum 15 und verbindet die untere mit der Vakuumquelle. Die Bewegung der Kolben 12,13 erfolgt s dann wieder von oben nach unten. Seine Geschwindigkeit ist abhängig von der pro Blockierbremsung aus dem Radbremszylinder abgelassenen Flüssigkeitsmenge und der Größe der Pumpe. Arbeitet der Blockierschutz z. B. mit einer Frequenz von 100Hz, dann wird auch die Pumpe mit 100 Hz ein- und ausgeschaltet. Sie bewegt sich beim Einschalten des Blockierschutzes ruckartig mit der Blockierschutzfrequenz nach oben oder unten und fördert bei ihrer Bewegung Bremsflüssigkeit in die Bremsleitung zurück, bei ausgeschaltetem Blockierschutz bleibt sie stehen.

Der Schluckraum des Schluckzylinders 33 hat die Aufgahp in rlrr Rürklaufleimng 10 eventuell auftretende schnelle Druckstöße aufzunehmen. Das Schaltventil 21 ist nahe bei den Radbremszylindern 5 oder 6 angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß die erwähnten Druckstöße nicht die ganze Flüssigkeitssäule bewegen müssen, die zwischen den Radbremszylindern 3 oder 4 und der Rückförderpumpe 1Γ liegt.

Die beschriebene Arbeitsweise führt dazu, daß auch bei kräftig ansprechendem Blockierschutz, d. h. wenn viel Bremsflüssigkeit aus den Radbremszylindern austritt, doch in den Bremsleitungen 3, 4 sofort und ständig ausreichend Bremsflüssigkeit vorhanden ist, die Bremse also nicht in ihrer Wirkung nachläßt oder sich gar erschöpft.

Anstatt der beschriebenen Bauart der Rückförderpumpe 11' können auch .andere Bauarten verwendet werden, z. B. mit Antrieb durch Druckluft. Es muß nur durch die paarweise Anordnung von Rückschlagventilen dafür gesorgt sein, daß die Pumpe beim Hin- und Rückhub Druckmittel fördern kann.

Eine Abwandlung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Ausführung eignet sich besonders für Fahrzeuge ohne Druckluft- oder Unterdruckquelle. Dabei zeigt die Fi g. 3 eine andere Pumpenbauart der Rückförderpumpe. Diese andere Rückförderpumpe 50' hat zwei getrennte, jeweils außen liegende Förderkolben 51 und 52 und entsprechende Rückschlagventile 53, 54 zur Entlastungsleitung und zum Schaltventil. Für den Antrieb der Förderkolben 51 und 52 ist ein Exzenter 55 vorgesehen, der über Schubstangen 56 und 57 mit den Förderkolben 51 und 52 verbunden ist.

Als Antrieb für die Rückförderpumpe 50' dient wie in der Fig. 4 zu erkennen, ein Elektromotor 58, der mit einer den Exzenter 55 tragenden Exzenterwelle 59 getriebeverbunden ist. Die gesamte Rückfördereinrichtung trägt die Bezugszahl 50. Als Einschalter für den Elektromotor 58 ist ein druckflüssigkeitsbetätigter Schalter 60 verwendet. Zwischen einer der Entlastungsleitung 10 entsprechenden Entlastungsleitung 61 und einer der Förderleitung 30 entsprechenden Förderlei tung 62 liegt ein sich zur Entlastungsleitung 61 hir öffnendes Überdruckventil 63, über das von der Rückförderpumpe 50' zuviel gefördertes Druckmittel ir die Entlastungsleitung 61 zurückgelangen kann. Da; Überdruckventil 63 kann aber auch durch eine andere Leerlaufeinrich'ung z. B. rein mechanisch durch eine Rutschkupplung 64 an der Rückförderpumpe 50' ersetzi sein. Das Schaltventil 21 ist dasselbe wie beim erster Ausführungsbeispiel.

Die beschriebene Vorrichtung wirkt weitgehenc gerade so wie die Einrichtung nach den Fig. I und 2 Jedoch w^;--d hier die Rückförderpumpe 50' über der Druckschalter 60 erst eingeschaltet, wenn in dei Entlastungsleitung 61 ein bestimmter Druck erreich oder überschritten wird. Alle übrigen Schaltunger laufen gerade so ab wie bei dem Ausführungsbeispie nach den F i g. 1 und 2. Durch entsprechende: Abstimmen der Drücke, bei denen der Schalter 60, da; Schaltventil 21 und das Überdruckventil 63 ansprecher ist auch bei dieser Bremsvorrichtung sichergestellt, dal der Pumpenauslaß und die Förderleitung 62 stets unte Druck stehen, daß also rasch und ausreichem Bremsflüssigkeit in die Bremsleitung nachgeförder wird, sobald der Blockierschutz merklich anspricht. Ii den Zwischenzeiten wird keine Energie für dii Rückförderpumpe gebraucht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Blockiergeschützte, hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Hauptzylinder, einem Nachfüllbehälter und mindestens einem über eine Bremsleitung mit dem Hauptzylinder verbundenen Radbremszylinder sowie mit einer Blockierschutzeinrichtung, die ein Fühlglied für jedes zugeordnete Rad besitzt, über das beim übermäßigen Verzögern des Rades mittels eines Überwachungsventils der Radbremszylinder gegenüber der Bremsleitung abgesperrt und mit einer Entlastungsleitung verbunden wird, und bei welcher durch mindestens eine von einem Schaltventil beeinflußte Rückförderpumpe mit Förderkolben die Druckflüssigkeit aus der Entlastungsleitung in die Bremsleitung zurückgepumpt wird, dadurch gekennzeichnet, Haß der Förderkolben (13,51,52) zwei weitgehend gleiche Arbeitsflächen mit anschließenden Räumen (16 und 17) besitzt, die beide mit der Bremsleitung (3,4) über ein entlastungsdruckabhängig gesteuertes Schaltventil (21) verbunden sind, das bei druckloser Entlastungsleitung (10, 61) die Verbindung geschlossen hält und bei Druckanstieg in der Entlastungsleitung diese Verbindung öffnet.

2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Räume (16, 17) der Rückförderpumpe (1 Γ, 50') abwechselnd jeweils bis zu ihrer Leerung Förderräume und bis zu ihrer Füllung Saugraume sind.

3. Fahrzeugbremsanla^e nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daO ein Kolben (22) des Schaltventils (21) ein vom Druck -"Vr Entlastungsleitung (10,61) entgegen einer Kraft einer Restdruckfeder (23) bewegbar ist, der mit einem beweglichen Ventilschließglied (24) durch eine Kolbenstange (25) verbunden ist.

4. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (21) in seiner Offenstellung durch Überhub ein begrenztes Schluckvermögen aufweist.

5. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden wechselweise als Flüssigkeitsförder- oder -saugraum der Rückförderpumpe (1Γ, 50') dienenden Räume (16 und 17) über je ein erstes Rückschlagventil (26, 27,53) mit der Entlastungsleitung (10,61) und über je ein zweites Rückschlagventil (28, 29, 54) sowie über das Schaltventil (21) mit der Bremsleitung (3, 4) verbunden sind, und die Durchflußrichtung aller Rückschlagventile von der Entlastungsleitung (10, 61) zum Schaltventil (21) weist.

6. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaltventil (21) nahe bei den zugehörigen Radbremszylindern (5,6) angeordnet ist.

7. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antfiebskölben (12) der Rückförderpumpe (11') über ein kolbenlageabhängig gesteuertes Umschaltventil (18) ständig unter dem Druck eines gasförmigen Antriebsmittels steht und dadurch den Förderkolben (13) der Rückförderpumpe (11') belastet.

8. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (18) die Pumpe auf gleiche Förderung bei umgekehrter Hubrichtung umschaltet, wenn der dem gasförmigen Antriebsmittel unterliegende Antriebskolben (12) eine seiner beiden Endstellungen erreicht