DE19822640A1 - Druckentlastung der Bremsleitung im Crash-Fall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremse an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Unfällen von Kraftfahrzeugen tritt häufig eine Verletzung des Fahrers am Brems­ pedal auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Bremse an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, daß das Bremspedal im Crash-Fall weitgehend durchgetreten werden kann. Als zusätzliche Aufgabe soll die Funktion der Bremse jedoch kurz nach dem Unfall wieder uneinge­ schränkt möglich sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß am Hauptbremszylinder direkt oder über eine Hochdruckleitung ein Ventil angeschlossen ist, welches von ei­ ner Normalstellung in eine Crash-Stellung schaltbar ist, wobei in der Normalstellung das Ventil geschlossen und in der Crash-Stellung geöffnet ist.

In bevorzugter Ausführungsform steht das Ventil über eine Abflußleitung mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter in Verbindung.

Im Crash-Fall wird demnach das Ventil geöffnet und Bremsflüssigkeit entweicht aus dem Hauptbremszylinder, wodurch das Bremspedal durchgetreten werden kann. Die Gefahr einer Verletzung am Bremspedal ist somit vermieden.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß das Ventil aus ei­ ner Bohrung in einem Gehäuse und einem in der Bohrung verschiebbaren Kolben besteht, an dessen einem Ende ein Hochdruckraum und an dessen anderem Ende ein Aufnahmeraum angeordnet ist, die Hochdruckleitung und die Abflußleitung in die Boh­ rung einmünden und der Kolben in der Normalstellung die Hochdruckleitung absperrt und in der Crash-Stellung diese mit der Abflußleitung verbindet.

Vorteilhafterweise ist im Hochdruckraum ein pyrotechnisches Element zur Druckgas­ erzeugung angeordnet, welches im Crash-Fall angezündet wird, wodurch das erzeug­ te Druckgas den Kolben von der Normalstellung in die Crash-Stellung verschiebt.

Sinnvollerweise weist der Kolben eine ringförmige Verjüngung auf, die in der Crash- Stellung des Kolbens die Hochdruckleitung mit der Abflußleitung verbindet.

Zur Abdichtung weist der Kolben vorteilhafterweise an seiner Außenseite Dichtungen auf. Die Dichtungen bzw. Ringdichtungen sind zweckmäßigerweise der Verjüngung und in der Normalstellung des Kolbens der Hochdruckleitung benachbart angeordnet.

Bevorzugt ist im Aufnahmeraum zur Abfederung des im Crash-Fall auftreffenden Kol­ bens ein elastisches Dämpfungselement angeordnet.

Damit der Kolben sich nach dem Unfall selbsttätig von der Crash-Stellung wieder in die Normalstellung bewegt, ist in einer bevorzugten Ausführungsform im Aufnahme­ raum eine Feder angeordnet, die den Kolben in Richtung Normalstellung kraftbeauf­ schlagt.

Zum Druckausgleich zwischen Hochdruckraum und Aufnahmeraum ist der Hochdruck­ raum zweckmäßigerweise über eine als Drossel wirkende Bohrung im Kolben mit dem Aufnahmeraum verbunden.

In einer alternativen Ausführungsform ist zum Druckausgleich der Hochdruckraum über eine als Drossel wirkende Entlastungsbohrung im Gehäuse mit der Atmosphäre verbunden. Vorteilhafterweise ist die Entlastungsbohrung in der Normalstellung vom Kolben abgedeckt.

Wie schon erwähnt, kann das Zurückschieben des Kolbens von der Crash-Stellung in die Normalstellung über eine Feder im Aufnahmeraum erfolgen. Eine alternative Aus­ führungsform zeichnet sich dadurch aus, daß am zum Aufnahmeraum gewandten En­ de des Kolbens ein Schlagbolzen und im Aufnahmeraum ein zugehöriges Zündhüt­ chen angeordnet ist, so daß im Crash-Fall der Schlagbolzen das Zündhütchen anzün­ det, woraufhin das erzeugte Druckgas den Kolben in die Normalstellung zurück­ schiebt.

Damit sich der Kolben erst ab einem gewissen Mindestdruck im Hochdruckraum von der Normalstellung in die Crash-Stellung verschiebt, ist der Kolben in Normalstellung über einen Scherbund am Gehäuse bzw. einem mit diesem verbundenen Teil befe­ stigt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend be­ schrieben sind. Es zeigt:

Fig. 1 das erfindungsgemäße Ventil im Schnitt in der Normalstellung mit einer Feder im Aufnahmeraum,

Fig. 2 das Ventil nach Fig. 1 in der Crash-Stellung,

Fig. 3 das erfindungsgemäße Ventil im Schnitt in der Normalstellung mit einem Zündhütchen im Aufnahmeraum,

Fig. 4 das Ventil nach Fig. 3 in der Crash-Stellung und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Anordnung des Ventils an der Bremsanla­ ge eines Kraftfahrzeugs.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Ventil 19 in einer bevorzugten Ausführungsform in der Normalstellung mit einem Gehäuse 3 in dem eine Bohrung 21 eingebracht ist. In dieser Bohrung 21 ist ein Kolben 4 längsverschiebbar angeordnet. An der einen Seite des Kolbens 4 ist ein Hochdruckraum 2 angeordnet, in dem sich ein pyrotechnisches Element 1 zur Druckgaserzeugung befindet. Zwischen diesem pyrotechnischen Ele­ ment 1 und dem Kolben 4 ist ein ringförmiger Abstandshalter 24 im Hochdruckraum angeordnet. An diesem ist der Kolben 4 über einen Scherbund 5 befestigt.

An dem anderen Ende des Kolbens 4 ist ein Aufnahmeraum 22 angeordnet, in dem sich eine Feder 14 befindet, die den Kolben 4 dauernd in Richtung Normalstellung kraftbeaufschlagt. Zusätzlich ist zur Abfederung noch ein elastisches Element 10, z. B. ein Gummipuffer, im Aufnahmeraum 22 vorhanden.

Der Kolben 4 weist eine radiale Verjüngung 7 auf, die von zwei Dichtungen 23 auf der Kolbenumfangswand umgeben ist. Eine Hochdruckleitung 6 vom Hauptbremszylinder 15 (siehe Fig. 5) mündet radial in die Bohrung 21, ebenso eine Abflußleitung 8. In der Normalstellung ist die Einmündung der Hochdruckleitung 6 durch zwei Dichtungen 23 auf der Kolbenumfangswand abgedichtet.

Fig. 2 zeigt das Ventil nach Fig. 1 in der Crash-Stellung. Der Kolben 4 hat sich so ver­ schoben, daß die Hochdruckleitung 6 über die Verjüngung 7 im Kolben 4 mit der Ab­ flußleitung 8 verbunden ist.

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung ist das Ventil 19 geschlossen und damit die Bremsleitung 17 (siehe Fig. 5) geschlossen, d. h. die Bremse ist funktionsbereit. In Fig. 2 ist das Ventil 19 offen, d. h. Bremsflüssigkeit strömt kurzfristig aus.

Durch Anzündung des pyrotechnischen Elements 1 wird Druckgas in dem Hochdruck­ raum 2 erzeugt. Der im Ventilgehäuse 3 arretierte Kolben 4 wird durch Abreißen des Scherbundes 5 in seiner axialen Lage soweit verschoben, daß die Hochdruckleitung 6 über die Kolbenverjüngung 7 mit der Abflußleitung 8 verbunden ist, wodurch Brems­ flüssigkeit abfließen kann. Mit der Kolbenbewegung wird auf der dem Druckgas ge­ genüberliegenden Kolbenseite eine Feder 8 gespännt, die der Bewegung entgegen­ wirkt.

Damit die Zurückbewegung des Kolbens möglich wird, muß der Gasdruck an beiden Kolbenseiten ausgeglichen werden. Das wird erreicht, indem das Druckgas über eine sehr kleine Bohrung 9 (Drossel) im Kolben 4 auf die Gegenseite überströmen kann. Hat sich auf beiden Kolbenseiten der Gasdruck angeglichen, ist die in der Feder 14 gespeicherte Energie in der Lage, den Kolben 4 wieder in die Ausgangsposition (Normalstellung) zurückzuschieben. Das Ventil 19 ist geschlossen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen Lehre, Fig. 3 zeigt wieder das Ventil 19 im geschlossenen Zustand und Fig. 4 im geöffneten Zustand. Dieselben Bezugszeichen bezeichnen auch denselben Gegenstand.

In dieser Ausführungsform ist im Aufnahmeraum 22 keine Feder, sondern ein Zünd­ hütchen 12 zur Druckgaserzeugung angeordnet. Weiterhin ist der Kolben 4 mit einem Schlagbolzen 11 versehen. Außerdem ist eine radiale Entlastungsbohrung 13 im Ge­ häuse 3 angeordnet, die in der Normalstellung vom Kolben 4 abgedeckt ist.

Nach dem Auslösen des pyrotechnischen Elements 1 wird der Kolben 4 durch das erzeugte Druckgas im Hochdruckraum 2 in seiner axialen Lage soweit verschoben daß die Hochdruckleitung 6 über die Kolbenverjüngung 7 mit der Abflußleitung 8 ver­ bunden ist. Kurz nach dem Abreißen des Scherbundes 5 am Kolben 4 wird eine Ent­ lastungsbohrung 13 freigegeben, damit der Hochdruckraum 2 beim Auftreffen des im Kolben 4 arretierten Schlagbolzens 11 auf das Zündhütchen 12 drucklos wird. Damit das Auftreffen des Schlagbolzens 11 gedämpft wird, ist auf der Zündhütchenseite im Aufnahmeraum 22 ein elastisches Element 10 angebracht.

Jetzt kann das vom Zündhütchen 12 erzeugte Druckgas den Kolben 4 in die Aus­ gangsposition (Normalstellung) zurückschieben. Das Ventil ist ge­ schlossen.

Claims (13)

1. Hydraulische Bremse an einem Kraftfahrzeug mit einem Hauptbremszylinder (15) mit einem daran angeschlossenen Bremspedal (16) und Hydraulikleitungen bzw. Bremsleitungen (17) vom Hauptbremszylinder (15) zu den einzelnen Rad­ zylindern (18), dadurch gekennzeichnet, daß am Hauptbremszylinder (15) di­ rekt oder über eine Hochdruckleitung (6) ein Ventil (19) angeschlossen ist, wel­ ches von einer Normalstellung in eine Crash-Stellung schaltbar ist, wobei in der Normalstellung das Ventil (19) geschlossen und in der Crash-Stellung geöffnet ist.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (19) über eine Abflußleitung (8) mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter (20) in Verbindung steht.

3. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (19) aus einer Bohrung (21) in einem Gehäuse (3) und einem in der Bohrung (21) verschiebbaren Kolben (4) besteht, an dessen einem Ende ein Hochdruckraum (2) und an dessen anderem Ende ein Aufnahmeraum (22) angeordnet ist, die Hochdruckleitung (6) und die Abflußleitung (8) in die Bohrung (21) einmünden und der Kolben (4) in der Normalstellung die Hochdruckleitung (6) absperrt und in der Crash-Stellung diese mit der Abflußleitung (8) verbindet.

4. Bremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Hochdruckraum (2) ein pyrotechnisches Element (1) zur Druckgaserzeugung angeordnet ist, wel­ ches im Crash-Fall angezündet wird, wodurch das erzeugte Druckgas den Kol­ ben (4) von der Normalstellung in die Crash-Stellung verschiebt.

5. Bremse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) eine ringförmige Verjüngung (7) aufweist, die in der Crash-Stellung des Kolbens (4) die Hochdruckleitung (6) mit der Abflußleitung (8) verbindet.

6. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) an seiner Außenseite Dichtungen (23) aufweist.

7. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufnahmeraum (22) zur Abfederung des im Crash-Fall auftreffenden Kolbens (4) ein elastisches Dämpfungselement (10) angeordnet ist.

8. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufnahmeraum (22) eine Feder (14) angeordnet ist, die den Kolben (4) in Rich­ tung Normalstellung kraftbeaufschlagt.

9. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckraum (2) über eine als Drossel wirkende Bohrung (9) im Kolben (4) mit dem Aufnahmeraum (22) verbunden ist.

10. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckraum (2) über eine als Drossel wirkende Entlastungsbohrung (13) im Gehäuse (3) mit der Atmosphäre verbunden ist.

11. Bremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsboh­ rung (13) in der Normalstellung vom Kolben (4) abgedeckt ist.

12. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am zum Aufnahmeraum (22) gewandten Ende des Kolbens (4) ein Schlagbolzen (11) und im Aufnahmeraum (22) ein zugehöriges Zündhütchen (12) angeordnet ist, so daß im Crash-Fall der Schlagbolzen (11) das Zündhütchen (12) anzündet woraufhin das erzeugte Druckgas den Kolben (4) in die Normalstellung zurück­ schiebt.

13. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) in Normalstellung über einen Scherbund (5) am Gehäuse (3) bzw. ei­ nem mit dem Gehäuse (3) verbundenen Teil befestigt ist.