DE19754163A1

DE19754163A1 - Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage

Info

Publication number: DE19754163A1
Application number: DE19754163A
Authority: DE
Inventors: Harald Koenig; Guenther Vogel; Joachim Boeing
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1997-10-01
Filing date: 1997-12-06
Publication date: 1999-04-08

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische, mit einem Fluid gefüllte, Kraftfahrzeug-Bremsanlage, insbesondere mit Anti blockierfunktion und/oder Fahrstabilitätsregelfunktion, mit mindestens einem Hauptbremszylinder welcher mittels wenig stens einer Rohrleitung mit wenigstens einem Bremszylinder flüssigkeitsdicht verbunden ist.

Derartige Kraftfahrzeug-Bremsanlagen sind seit langem be kannt, vielfach im Einsatz und erfüllen ihre Funktion grund sätzlich zufriedenstellend. Im Winterbetrieb d. h. bei Tief temperaturen können allerdings Probleme auftreten. Problema tisch ist, wenn Bremsflüssigkeit, beispielsweise im Rahmen einer Fahrstabilitätsregelfunktion das heißt ohne Fahrer wunsch, besonders schnell von einem Bremsflüssigkeitsreser voir, nämlich einem Bremsflüssigkeitsbehälter zu einer Rad bremse mit dem Bremszylinder verlagert werden soll. Bei sin kenden Temperaturen steigt die Viskosität der Bremsflüssig keit überproportional an. Dies führt bei sehr niedrigen Tem peraturen dazu, daß die Bremsflüssigkeit nicht schnell genug ansaugt werden kann, wobei noch hinzukommt, daß mit steigen der Viskosität der Druckverlust in der Rohrleitung zunimmt. Diese Hemmnisse führen zu einem verlangsamten Bremseingriff. Das Problem wird noch dadurch verstärkt, daß oftmals Haupt bremszylinder mit geringen Durchflußquerschnitten zum Ein satz kommen, durch die bei fahrerunabhängiger Bremsbetäti gung Bremsflüssigkeit nachgesaugt werden soll. Bei der Fahr stabilitätsregelung besteht allerdings die generelle Anfor derung, einen schnellen Bremseneingriff zu bewirken. Zur Lösung des Problems wurde bereits daran gedacht, eine sepa rate Vorladepumpe vorzusehen. Dies würde allerdings zu er heblichen Mehrkosten führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Funk tion einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit all ihren Teilfunktionen wie Antiblockerfunktion und Fahrstabi litätsfunktion auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen mit geringem Aufwand zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß min destens ein Mittel zum Einbringen von Wärmeenergie in die Bremsflüssigkeit vorgesehen ist. Mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 ist der Vorteil verbunden, daß unmittelbar auf die Fließfähigkeit der Bremsflüssigkeit Einfluß genommen wird, ohne eine kostenaufwendige Zusatzpum pe vorsehen zu müssen.

In vorteilhafter Weise handelt es sich bei der Einrichtung um eine elektrische Widerstandsheizung, welche einfach und kostengünstig mit Hilfe elektrischen Stroms betreibbar ist und in Weiterbildung der Erfindung platzsparend in die An saugleitung integrierbar ist. Eine elektrische Widerstands heizeinrichtung weist keine beweglichen Teile auf, so daß kein Verschleiß auftritt und auch keine Wartung notwendig ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die elektrische Widerstandsheizeinrichtung dem Hauptbremszylin der zugeordnet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Diese Erfindung wird nachstehend anhand von mehreren Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 erfindungsgemäße Ansaugleitung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Längsschnitt;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel im Schnitt wie in Fig. 1;

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel wie in Fig. 2;

Fig. 4 das dritte Ausführungsbeispiel im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 einen Hauptbremszylinder im Längsschnitt mit elek trischen Widerstandsheizeinrichtungen.

Eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage umfaßt zumin dest einen Hauptbremszylinder, welcher mittels einer Rohr leitung mit mindestens einem Bremszylinder verbunden ist. Für die zusätzliche Antiblockier- bzw. Fahrstabilitätsregel funktion kann ferner noch eine Pumpe mit einer Druckmodula tionseinrichtung notwendig sein. Beispielsweise ist die Pum pe ist mit mindestens einer Ansaugleitung 1 gemäß Fig. 1 an das Bremsflüssigkeitsreservoir, nämlich beispielsweise einem Ausgleichsbehälter oder einem Reservebehälter angeschlossen. Bei bestimmten Konstellationen im Antiblockierbetrieb bzw. im Fahrstabilitätsregelbetrieb saugt die Pumpe Bremsflüssig keit aus dem Bremsflüssigkeitsreservoir an und verlagert dieses angesaugte Volumen unter Mitwirkung von hier nicht weiter interessierenden Steuerventilen und Druckleitungen in Richtung Radbremse.

Gemäß der Erfindung ist die Ansaugleitung 1 mit Mitteln zum Einbringen von Wärmeenergie in die Bremsflüssigkeit verse hen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weist die An saugleitung 1 eine elektrische Heizeinrichtung 2 auf, mit der die Bremsflüssigkeit erwärmt werden kann, so daß sich dadurch die Viskosität der Bremsflüssigkeit verringert und dies zu einer verbesserten und schnelleren Förderfähigkeit der Bremsflüssigkeit bei tiefen Temperaturen führt. Immer wenn im folgenden von einer Verringerung der Viskosität die Rede ist, dann ist damit die Wirkung gemeint, daß sich die Fließfähigkeit bei niedriger Außentemperatur verbessert. Die elektrische Widerstandsheizeinrichtung 2 ist in die Ansaug leitung 1 integriert und wird mit Hilfe von elektrischem Strom betrieben. Zum Einsatz kommt ein dreischichtiger Auf bau der Ansaugleitung 1. Ausgehend von dem inneren, freien Ansaugquerschnitt 3 besitzt die Ansaugleitung 1 eine, mit ihrer Innenwandung 4 mit der Bremsflüssigkeit in Kontakt tretende Heizschicht 5, an die sich nach radial außen eine Isolierschicht 6 anschließt und abschließend am Außenumfang eine Ummantelung 7 zum Schutz gegen äußere Einwirkungen. Die Heizschicht 5 kann durch verschiedene Mittel ausgeführt wer den. Zum einen ist ein elektrisch leitfähiger Kunststoff denkbar, wobei leitfähige Partikel einem Trägermaterial zu gesetzt sind, so daß die Schicht 5 insgesamt leitfähig wird. Es ist ebenso denkbar, elektrische Heizdrähte durch eine Kunststoffschicht hindurchzuführen. All diese Varianten un terfallen allerdings dem durch die Erfindung beanspruchten Prinzip. Ein Vorteil der in Fig. 1 dargestellten Aus führungsform besteht darin, daß die angesaugte Bremsflüssig keit unmittelbar Kontakt mit der Innenwandung 4 der Heiz schicht 5 hat, so daß kaum thermische Verluste auftreten.

Bei der in Fig. 2 gezeichneten Ausführungsform sind überein stimmende Merkmale mit gleichen Bezugsziffern und zusätzlich mit einem Aufstrich versehen. Hierbei befindet sich die Heizschicht 5' am Außenumfang der Ansaugleitung 1', ohne daß sie unmittelbaren Flüssigkeitskontakt hat. Zwischen der Heizschicht 5' und einer Innenauskleidung 8 befindet sich eine Isolierschicht 6'. Aus der Fig. 2 geht in Übereinstim mung mit den Fig. 1 und 3 hervor, daß die Isolierschicht 6' an einer Stelle 9 unterbrochen ist, damit die elektrisch leitende Heizschicht 5' eine Masseverbindung 10 mit der als eigentliche Rohrleitung fungierenden Auskleidung 8 eingehen kann. Es versteht sich also, daß die Auskleidung 8 an Masse geschaltet ist und die Heizschicht 5' an einen positiven Pol eines elektrischen Stromkreises. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch einfache Herstellbarkeit aus, denn die gesamte Rohrleitung 1' kann einfach durch Tauchbeschichtung der Auskleidung 8 in einem Kunststoffbad erfolgen.

Hinsichtlich eines dritten Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 3 gilt bezüglich der Bezugsziffern das zu Fig. 2 Gesagte. Die Ansaugleitung 1'' besitzt eine radial innere Isolier schicht 6'', welche unmittelbar Kontakt mit der Bremsflüssig keit besitzt. Nach radial außen schließt sich eine Ummante lung 7'' zum Schutz gegen äußere Beanspruchungen an. Diese Variante besitzt ein Heizelement 11, welches zumindest teil weise in dem Ansaugquerschnitt 3'' angeordnet ist und zumin dest einen Teil der Länge der Ansaugleitung 1'' durchgreift. Das Heizelement 11 ist im Inneren eines kreuzförmigen Hal teelementes 12 angeordnet, das über Schenkel 13, 14, 15, 16 an der Innenwandung 17 der Isolierschicht 6'' anliegt. Auch die se Variante besitzt den Vorteil, daß das Heizelement 11 na hezu direkten Kontakt zur Bremsflüssigkeit hat, so daß ge ringe Wärmeverluste auftreten. Die Montage erfolgt bei spielsweise dadurch, daß das Heizelement 11 zusammen mit dem Halteelement 12 in die Ansaugleitung 1'' eingepreßt wird.

Die Erfindung erlaubt es auf einfache Art und Weise, die Viskosität der Bremsflüssigkeit über die gesamte Länge der Ansaugleitung 1, 1', 1'' zu verringern. Von Vorteil ist dabei die uneingeschränkte Flexibilität, d. h. Biegbarkeit der An saugleitung 1, 1', 1'', der geringe Platzbedarf und die ein fache, kostengünstige Herstellbarkeit. Durch diese Anordnung kann auf eine separate Vorladepumpe neben der eigentlichen Pumpe verzichtet werden, wobei selbst bei niedrigsten Außen temperaturen die ordnungsgemäße Funktion der Kraftfahrzeug- Bremsanlage gewährleistet ist. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht allein auf die Ansaugleitung beschränkt. Prinzipiell können auch andere Abschnitte der Bremsflüssig keitsleitung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verse hen werden.

Es versteht sich, daß eine elektrische Widerstandsheizeinri chtung 20, 21 alternativ an oder in einem Bremsflüssigkeits behälter oder in einem Hauptbremszylinder 22 angeordnet sein kann, ohne die Erfindung zu verlassen. Stellvertretend für alle denkbaren Arten von Hauptbremszylindern zeigt Fig. 5 einen Hauptbremszylinder 22 in Plunger-Bauweise, welcher dazu geeignet ist, daß Bremsflüssigkeit bei einer fahrer unabhängigen Bremsung durch den Hauptbremszylinder hindurch nachgesaugt werden kann. In dem Hauptbremszylinder 22 ist eine elektrische Widerstandsheizeinrichtung 20, 21 mit Heiz wendeln 23, 24 angeordnet. Es ist einerseits möglich die Heizwendel 23 derart um einen napfförmigen Kolben 25 zu le gen, daß die Wendel einen Mantel 26 des Kolbens 25 umgreifen und die Kolbenbewegung nicht behindern. Andererseits ist es denkbar, die Wendel 24 zumindest teilweise in das Innere 27 eines Kolbens 28 eingreifen zu lassen. Auch bei dieser Bau weise liegen die Heizwendel 24 außerhalb des Bewegungsbe reichs des Kolbens 28. Ferner sind auch Kombinationen der genannten Bauweisen möglich. Dies gilt selbstverständlich auch für Kombinationen einer Leitungsheizeinrichtung 2, 2', 2'' mit einer Heizeinrichtung 20, 21 an oder im Hauptzylinder 22 beziehungsweise an oder in einem Bremsflüssigkeitsbehälter. Vorzugsweise sind die Versorgungsleitungen 31, 32 der Heiz einrichtung 20 mit einem Isolierwerkstoff flüssigkeitsdicht in das Gehäuse 29 eingespritzt, wodurch der Herstellungs vorgang beschleunigt und vereinfacht wird. Gemäß einer ande ren Variante wird die Heizeinrichtung 21 mit einem Stutzen 30 in das Gehäuse 29 eingeschraubt und sodann die Enden der Heizwendel 23 in den Stutzen 30 eingesteckt. Diese Bauweise erlaubt einen einfachen Austausch der Heizwendel 23 und eine einfache Abwandlung der Serienfertigung, wobei sich die Hauptbremszylinder mit Heizeinrichtung von den Hauptbrems zylindern ohne Heizeinrichtung durch die eingesteckten Hei zwendel 23 unterscheiden.

Es ist noch hinzuzufügen, daß es ferner möglich ist, die Wäremeenergie der Abgase eines Verbrennungsmotors zur Erwär mung der Bremsflüssigkeit heranzuziehen, was eine entspre chende, gerichtete Führung des Abgases erfordert.

Sofern in dem vorstehenden Text eine Erwärmung der Brems flüssigkeit angesprochen worden ist, so ist dies immer in Hinblick auf eine Verbesserung der Fließfähigkeit im Tief temperaturbereich unterhalb von 0°C zu sehen. Beispielsweise werden gute Ergebnisse mit Bremsflüssigkeitstemperaturen im Bereich von 4°C und mehr erzielt. Mit einer Erwärmung ist in keinem Falle gemeint, daß die Bremsflüssigkeit, beispiels weise im Sommer, bei Temperaturen oberhalb 20°C zusätzlich angewärmt wird. Um den Eingriff der Heizeinrichtung 2, 2', 2'', 20, 21 zu automatisieren kann beispielsweise eine entsprechende Steuerung unter Verwendung eines Außentempera turfühlers vorgesehen werden, so daß die Heizeinrichtung 2, 2', 2'', 20, 21 nur im Bedarfsfall in Betrieb gesetzt wird und folglich nur in diesen Fällen das Kraftfahrzeugbordnetz be lastet.

Claims

1. Hydraulische, mit einem Fluid gefüllte Bremsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Hauptbremszylinder (22), welcher mit Hilfe wenigstens einer Rohrleitung (1, 1', 1'') und/oder einem Schlauch mit wenigstens einem Bremszylinder flüssigkeitsdicht verbun den ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Mit tel zum Einbringen von Wärmeenergie in die Bremsflüssig keit vorgesehen ist.

2. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel eine elektrische Widerstandsheizeinrichtung (2, 2', 2'', 20, 21) vorgesehen ist.

3. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (1, 1', 1'') eine elektrische Widerstandsheizeinrichtung (2, 2', 2'') aufweist.

4. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Heizeinrichtung (2, 2') in die Ansaug leitung (1, 1') integriert ist.

5. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ansaugleitung (1, 1') mehrere Schichten (5, 5', 6, 6', 7,) aufweist, wobei mindestens eine Schicht (5, 5') als heizbare Kunststoffschicht ausgebildet ist.

6. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß zwischen einer Innenwandung (4, 4', 17) und einer Ummantelung (7, 7'') mindestens eine Isolierschicht (6, 6', 6'') vorgesehen ist.

7. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ansaugleitung (1'') mindestens ein Heizelement (11) aufweist, welches den Ansaugquerschnitt (3'') zumindest teilweise durchgreift.

8. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Heizelement (11) im Inneren eines kreuzförmigen Halteelementes (12) angeordnet ist.

9. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage, gekennzeichnet durch die Verwendung einer beheizbaren Ansaugleitung (1, 1', 1'') zwischen Pumpe und Bremsflüssigkeitsreservoir zur Verbesserung der Bremsflüssigkeitsfließfähigkeit.

10. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizeinrich tung an oder in einem Bremsflüssigkeitsbehälter vorgese hen ist.

11. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Widerstands heizeinrichtung (20, 21) an oder in dem Hauptbremszylin der (22) vorgesehen ist.

12. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizeinrich tung (20, 21) Heizwendel (23, 24) aufweist, welche in dem Hauptbremszylinders (22) angeordnet sind.

13. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendel (23) in ra dialer Richtung im Bereich von einem napfförmigen Kolben (25) angeordnet sind und einen Mantel (26) des Kolbens (25) umgreifen.

14. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendel (24) zumin dest teilweise in das Innere des napfförmigen Kolbens (28) eingreifen.

15. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung der Abgaswärme eines Verbrennungsmotors als Wärmeträger für eine Heizeinrich tung (2, 2', 2'', 20, 21).