DE2010484C3

DE2010484C3 - Hydraulische Bremsvorrichtung zum Verhindern des Radblockierens

Info

Publication number: DE2010484C3
Application number: DE2010484A
Authority: DE
Inventors: Peter Charles High Wycombe Buckinghamshire Hodge (Grossbritannien)
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1969-03-06
Filing date: 1970-03-05
Publication date: 1978-07-13
Also published as: DE2010484A1; JPS5122699B1; DE2010484B2; US3661427A; GB1268932A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsvorrichtung der im Anspruch I angegebenen Gattung.

Eine derartige Bremsvorrichtung ist aus der US-PS 24 220 bekannt. Bei der dortigen Bremsvorrichtung weist der Zylinder der Radbremse einen abgestuften Arbeitsraum auf, in dem zwei entsprechend abgesetzte Kolben symmetrisch verstellbar geführt sind. Der zentrale Arbeitsraum zwischen den beiden Kolben ist ständig an den Hauptzylinder angeschlossen, so daß jede Betätigung des Bremspedals über den Hauptbremszylinder auf die Radbremse übertragen wird. An den weiteren Arbeitsraum des Radbrems-Zylinders ist ebenfalls ständig der Kreis mit der Pumpe angeschlossen, die in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Fahrzeugräder angetrieben wird. Innerhalb dieses Kreises besteht jedoch die Möglichkeit, die Dn^ck-Beaufschlagung der Radbremse in Abhängigkeit von der Betätigung des Bremspedals zu steuern. Zu diesem Zweck ist innerhalb dieses Kreises eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen, die eine in Abhängigkeit von dem von dem Hauptbremszylinder aufgebrachten Druck versteilbare Drosseltstelle aufweist Die Pumpe dieses Kreises befindet sich innerhalb des Behälters für die Bremsflüssigkeit und drückt diese in Richtung der auf dem Behälter angeordneten Betätigungsvorrichtung bzw. der verstellbaren Drosselstelle. In der Leitung zwischen der Pumpe und der Betätigungsvorrichtung befindet sich ein Überdruckventil, das innerhalb eines Zylinders einen federbelasteten Kolben hat, der bei den Betriebsdruck übersteigenden Drücken eine Bypassöffnung freigibt, die die Bremsflüssigkeit unter Umgehung der Betätigungsvorrichtung direkt in den Behälter zurückströmen läßt Dieses kann auch durch eine weitere Bypass-Öffnu^g in dieser Leitung erfolgen, die zum Abbau des Druckes in der Leitung zwischen der Betätigungsvorrichtung und der Radbremse vorgesehen ist, wenn die Pumpe während eines Bremsvorganges plötzlich zum Stillstand kommen sollte. Hierdurch fällt der Druck in dem Radbremszylinder ab, bis die Räder wieder erneut zu drehen beginnen. Andererseits ist durch die Verwendung einer derartigen festen Drosselstelle der maximale Bremsdruck, der bei voll durchgetretener Bremse zur Verfügung steht, niedriger, wenn die Räder mit einer geringeren Drehzahl umlaufen. Dieses ist besonders unerwünscht, wenn eine hohe Bremswirkung bei einem sich langsam bewegenden Fahrzeug erforderlich ist

Bei einem älteren Patent (DE-PS 18 01007) sind ebenfalls eine Betätigungsvorrichtung mit einer verstellbaren Drosselstelle und eine Bypass-Leitung vorgesehen, die eine feste Drosselstelle aufweist, doch braucht dieses im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht berücksichtigt zu werden, da die Ausbildung der Betätigungsvorrichtung nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und auf die Ausgestaltung der Bypass-Leitung kein Anspruch der DE-PS 18 01 007 gerichtet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die durch die von den Fahrzeugrädern angetriebene Pumpe erzeugte Bremswirkung bei niedrigen Drehgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die verstellbare Drossel innerhalb der Bypass-Leitung ist derart angeordnet, daß die Strömung innerhalb der Bypass-Leitung bei niedrigen Drehgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder stark gedrosselt werden kann und sieh dadurch eine große Bremswirkung ergibt. Bei hohen Drehgeschwindigkeiten wird demgegenüber weniger gedrosselt, so daß sich eine geringere Bremswirkung ergibt. Auf diese Weise wird der Vorteil erreicht, daß ein höherer maximaler Bremsdruck bei niedrigen Drehgeschw ndigkeiten erreichbar ist, da der Widerstand in der Bypassleitung bei hohen Drehzah-

ten automatisch abnimmt. Diese Anordnung innerhalb der Bypass-Leitung ist unabhängig von den übrigen Teilen der Bremsvorrichtung. Außerdem wird über die Bypass-Leitung der Druck auf die Bremsen unabhängig von den Straßenbedingungen teilweise abgebaut, wobei 5 der Abbau des Bremsdruckes durch die verstellbare Drossel in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Räder erfolgt. Das hat zur Folge, daß auf vereisten Straßen, wenn die Räder dazu neigen, schnell zu blockieren, die verstellbare Drossel weit geöffnet ist, um den hohen Bremsdruck abzubauen, der durch die sich schnell drehende Pumpe erzeugt wird. Bei Straßen mit größerer Oberflächenreibung setzt das Blockieren bzw. das Rutschen beim Bremsen später ein, wenn nämlich der Bremsdruck niedriger ist, da die Rad- bzw. Pumpengeschwindigkeit niedriger ist, und die verstellbare Drossel ist teilweise geschlossen, so daß der Druck über die Bypass-Leitung nicht zu schnell abgebaut werden kann. Andererseits könnte der Bremsdruck nicht schnell genug wieder aufgebaut werden, wenn die Pumpe wieder mit einer niedrigen Drehzahl umzulaufen beginnt

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindng weist die Bypass-Leitung in Reihe mit der verstellbaren Drossel eine feste Drosselstelle auf. Die Kombination der verstellbaren Drossel mit der festen Drosselstelle hilft, ein Blockieren der Fahrzeugräder zu verhindern und die Bremswirkung über einen größeren Bereich von Radgeschwindigkeiten aufrechtzuerhalten, während bei Anwendung nur einer festen Drosselstelle in der jü Bypass-Leitung ein Blockieren der Fahrzeugräder nur bei bestimmten Radgeschwindigkeiten vermieden werden kann.

Zweckmäßigerweise ist ein Fühler zum Ermitteln der Fördermenge der Pumpe und zum Steuern eines Kolbenschiebers zum Verstellen der verstellbaren Drossel vorgesehen. In der vor dem Fühler von dem Strömungsmittel-Leitungisring zu der verstellbaren Drossel abzweigenden Leitung ist eine Dämpfungsdrossel derart vorgesehen, daß die Veränderung des Strömungsmit'eldruckes der Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Fahrzeugräder nacheilt. Durch die Dämpfungsdrossel wird die verstellbare Drossel veranlaßt, bei einem stetigen Zustand bei sehr niedrigen Drehgeschwindigkeiten des Rades sich vollständig zu schließen, während bei dynamischen Bedingungen, beispielsweise wenn das Rad plötzlich während des Bremsens blockiert, die verstellbare Drossel sich nicht vollständig schließt und somit die Bremsflüssigkeit abfließt und dadurch ein wenigstens teilweises Lösen der Bremse ermöglicht wir J, weil der durch die Pumpe erzeugte Strömungsmittdfluß aufgehört hat.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird.

Ein Bremspedal 1 des Fahrzeuges ist über einen Hebel mit einem Hauptbremszylinder 3 für die Bremsflüssigkeit verbunden, der beim Niederdrücken t>o des Bremspedals 1 Flüssigkeit über eine Bremsleitung 2 zu einem Zylii der 4 pumpt, im Zylinder 4 ist ein hin- und herbewegliches Ventilelement 5 angeordnet, das dichtend mit der Bohrung des Zylinders zusammenwirkt. Das Ventilelement 5 wird von einer axialen Bohrung 6 f>'> durchzogen, die von demjenigen Ende des Ventilelementes 5 ausgeht, das der Bremsleitung 2 benachbart ist und die in radiale Absei i.itte mündet, die mit einer Ringnut 7 in Verbindung stehen. Das Ventilelement 5 besitzt einen kegeligen Teil 8 am anderen Ende, wobei im Endabschnitt des Zylinders 4 eine Feder 9 enthalten ist, die auf den kegeligen Teil 8 des Ventilelementes 5 einwirkt, um dieses in Richtung des Hauptbremszylinders zu drücken. Die Ringnut 7 steht bei einer bestimmten Stellung des Ventilelementes 5 innerhalb des Zylinders 4 mit einer Bremsleitung 10 in Verbindung, die zu einer weiteren Bremsleitung 11 führt und von dort zur Bremse eines Rades 12.

Ein Bremsflüssigkeit enthaltender Behälter 13 ist mit einem ihn durchquerenden Filter 14 versehen. Eine Pumpe 15, deren Durchsatz im wesentlichen der Radgeschwindigkeit proportional und im Bereich der Betätigungsgeschwindigkeit und des Druckes der Bremsanlage vom Ausgangsdruck unabhängig ist, wie z. B. eine Kolben- oder Zahnradpumpe, ist mit dem Behälter 13 verbunden und zieht auf einer Seite des Filters Bremsflüssigkeit ab und pumpt sie unter Druck durch eine Leitung 16. Die Pumpe 15 ist so angeschlossen, daß sie sich in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Rades 12 efeht und bei den niedrigsten Drehgeschwindigkeiten des Rades eine Strömung verursacht. Eine als Fühler wirkende Drossel 17 in der Leitung 16 liefert einen Differentiaidruck zwischen einer Leitung 18 und einer Leitung 19, die auf der einen bzw. anderen Seite der Drossel 17 an die Leitung 16 angeschlossen sind, wobei die Leitungen 18 und 19 mit dem einen bzw. anderen Ende eines Zylinders eines Steuerventils 20 verbunden sind. Für den unten näher erläuterten Zweck ist die Leitung 18 mit einer Drosselstelle 34 oder einer länglichen Drosselstelle 34a, die getrennt dargestellt ist, versehen. Die Leitung 19 führt zu einer axialen Bohrung 21 in einem Kolbenschieber 22, der in dem Zylinder strömungsmitteldicht angeordnet ist. Den Kolbenschieber 22 in Richtung auf das in der Zeichnung rechte Ende verjüngend verlaufen auf diesem abgeschrägte Flächen 23, die — wie nachstehend erläutert — eine veränderbare Dross-^lstel-Ie schaffen. Eine Feder 24 drückt den Kolbenschieber 22 in Richtung auf das in der Zeichnung rechte Ende des Zylii ders des Steuerventils 20. Der Zylinder besitzt eine Ringnut 25, die im mittleren Bereich zwischen seinen beiden Enden angeordnet ist und mit der eine Leitung 26 verbunden ist. In der Leitung 26 ist eine Drosselstelle 27 gezeigt, die — wie nachstehend erläutert wird — eine feste Drosselstelle darstellt. Bewegt sich der Kolbenschieber 22 in der Zeichnung nach links, so ergibt sich eine Verbindung von der Leitung 19 über die axiale Bohrung 21, an den schrägen Flächen 23 vorbei zur Ringnut 25 und von dort zur Leitung 26 über die Drosselstelle 27. Die Leitung 28 führt auf der anderen Seite des Filters 14 wieder zum Behälter 13 zurück. Von der Leitung 16 wird über eine Leitung 29 eine Verbindung zum unteren Ende eines Zylinders 30 hergestellt, in dem sich ein Kolben 31 befindet, der durch eine Feder 32 in die in der Zeichnung gezeigte Stellung gedrückt wird. Die Leitung 29 kann mit der Leitung 28 über eine Leitung 33 verbunden werden, in der der kegelige Teil 8 unJ der Zylinder 4 angeordnet sind. Wenn der kegelige Teil 8 des Ventilelementes 5 die Leitung 33 nicht unterbricht, el. h. vor dem Niedcrdrükken oder nach dem anfänglichen Niederdrücken des Bremspedals I, steht die Leitung 29 mit der Leitung 28 in Verbindung. Nach dem anfänglichen Niederdrücken des Bremspedals wird die Verbindung zwischen der Leitung 33 und der Leitung 28 zumindest teilweise durch den kegeligen Teil 8 des Ventilelements 5 beschränkt. Ein

Überdruckventil üblicher Bauart ist bei 35 dargestellt und verbindet die Leitung 29 mit der Leitung 28.

Die Pumpe 15 erzeugt in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Rades 12 eine Strömung in der Leitung 16. Beim Niederdrücken des Bremspedals 1 ergibt sich zunächst ein Strömungsmitteldruck im Hauptbremszylinder 3, der über die Bohrung 6, die Ringnut 7 und den Bremsleitungen 10 und 11 zur Bremse des Rades 12 geleitet wird. Diese Beziehung besteht. solange die Ringnut 7 mit der Bremsleitung 10 in Vei bindung steht, d. h. während eines anfänglichen Bewegungsbereiches des Bremspedals 1. Während dieses anfänglichen Bewegungsbereiches des Bremspedals I hat die durch die Pumpe 15 zur Leitung 16 geförderte F-'lüssigkeil über die Leitungen 29 und 33 eine Verbindung zur Leitung 28, die dann nicht durch den kegeligen Teil 8 beschränkt wird, und zurück zum Behälter 13.

Bei zunehmendem Niederdrücken des Bremspedals 1 über diesen anfänglichen Bewegungsbereich hinaus stehen die von der Bohrung 6 ausgehenden radialen Abschnitte nicht langer mit der Bremsleitung 10 in Verbindung. Auch beschränkt dann der kegelige Teil 8 des Ventilelementes 5 wenigstens teilweise die Verbindung zwischen der Leitung 33 und der Leitung 28. Der dann durch die Pumpe 15 in der Leitung 16 erzeugte Strömungsmitteldruck wird über die Leitung 29 und den Zylinder 30 auf den Kolben 31 übertragen, der verschoben wird, um das im Bremskreis des Rades 12 befindliche Strömungsmittel unter Druck zu setzen und dadurch die Bremsen zu betätigen. Dieser in der Leitung 29 erzeugte Druck kann über eine durch die Leitung 19 gebildete Bypass-Leiiung und über die Leitung 28 zum Behälter 13 abgeleitet werden. In dieser über die Leitung 19 führenden Bypass-Leitung befindet sich die Drosseisteile 27 und die verstellbare Drossel mit den abgeschrägten Flächen 23, und zwar in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Kolbenschiebers 22 in seinem Zylinder. Die verstellbare Drossel, die durch eine veränderbare Zuordnung der schrägen !lachen 23 zur Ringnut 25 gebildet ist, liegt in der Bypass-Leitung in Reihe zur Drossclstellc 27.

ί Bei hohen Drrhgeschwindigkeitcn des Rades wird durch die Pumpe 15 an der Drossel 17 ein relativ hoher Differcntialdruck erzeugt. Fin hoher Differentialdruck drückt den Kolbenschieber 22 in seinem Gehäuse nach links und die dann durch die abgeschrägten fluchen 23

ίο in Verbindung mit der Ringnut 25 geschaffene, relativ groUc öffnung bewirkt, daß die Drosselstelle 27 durch die zu ihr in Reihe liegende verstellbare Drossel 23, 25 relativ unbeeinflußt bleibt. Bei niedrigen Drehgeschwindigkeiten des Rades wird der Kolbenschieber 22 durch

ΙΊ die Feder 24 nach rechts gedrückt, weil nur ein niedriger Differcntialdruck an der Drossel 17 erzeugt wird. Die verstellbare, zur Drosselstelle 27 in Reihe liegende Drossel 23, 25 ist dann die maßgebliche Drosselstelle und steuert den Abfluß in der Bynass-l.eitung.

Das Ansprechen oder die Bewegung des Kolbenschieber 22 in seinem Gehäuse aufgrund von Druckwcchseln, die durch den Differentialdruck hervorgerufen werden der durch die Drossel 17 erzeugt wird, wird durch die Dämpfungsdrossel 34 oder 34a gesteuert.

Insbesondere wird das Ansprechen des Kolbenschie bers 22 auf Druckveränderungen an der Drossel 17 durch die Dämpfungsdrossel 34 oder 34a in der Leitung 18 verzöge⁴. Alternativ kann die Dämpfungsdrossel 34 oder 34a entfallen, wenn der Kolbenschieber 22 selbst

i» eine ausreichende Verzögerung in seinem Ansprechen auf den Druck an der Drossel 17 hat.

Die vorstehend beschriebene Verrichtung kann für jedes Rad eines Fahrzeuges verdoppelt werden, wobei nur das Bremspedal 1 und der I l.iuptbremszylinder 3 für

)5 jedes System gemeinsam vorhanden sind. Alternativ kann das System auf Radpaare angewandt werden. Die Pumpe 15 kann direkt durch ein Rad oder durch einige andere Teile der Kraftübertragung angetrieben werden

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Hydraulische Bremsvorrichtung zum Verhindern des Radblockierens mit einem durch das Bremspedal zu betätigenden Hauptbremszylinder, der an eine Betätigungsvorrichtung für die Radbremse angeschlossen ist, und mit einer in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Fahrzeugräder angetriebenen Pumpe, die zur Betätigung der Radbremse Z¹WiSChCn einem Vorratsbehälter für das Strömungsmittel und der Betätigungsvorrichtung in einem Strömungsmittel-Leitungsring angeordnet ist, in dem die Betätigungsvorrichtung eine in Abhängigkeit von dem von dem Hauptbremszylinder aufgebrachten Druck verstellbare Drosselstelle aufweist und eine die Betätigungsvorrichtung überbrückende Bypass-Leitung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Leitung (19,21,26) eine in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Fahrzeugräder (12) verstellbare Drossel (23, 25) aufweist, die bei abnehmender Drehgeschwindigkeit der Fahrzeugräder (12) die Bypass-Leitung (19,21,26) zunehmend schließt

2. Hydraulische Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Leitung (19, 21, 26) in Reihe mit der verstellbaren Drossel (23,25) eine feste Drosselstelle (27) aufweist.

3. Hydraulische Bremsvorrichtung nach einem der jo Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fühler (Drossel 17) zum Ermitteln der Fördermenge der PL/npe (15) und zum Steuern eines Kolbenschiebers (22) zun Versalien der verstellbaren Drossel (23,25) vorgesehen ist.

4. Hydraulische Bremsvorrichtung nach Anspruch

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (Drossel 17) zum Ermitteln der Pumpenfördermenge in dem Strömungsmittel-Leitungsring (16, 29,33, 28) eingeschaltet ist und der Kolbenschieber (22) zum Verstellen der verstellbaren Drossel (23, 25) jeweils den Drücken vor und hinter dem Fühler (Drossel 17) ausgesetzt ist.

5. Hydraulische Bremsvorrichtung nach Anspruch

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (22) im Verlauf der Bypass-Leitung (19, 21, 26) innerhalb eines Zylinders des die verstellbare Drossel (23, 25) aufweisenden Steuerventils (20) angeordnet ist.

6. Hydraulische Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der vor dem Fühler (Drossel 17) von dem Strömungsmittel-Lcitungsring (16, 29,33, 28) zu der verstellbaren Drossel (23,25) abzweigenden Leitung eine Dämpfungsdrossel (34 oder 34a) derart vorgesehen ist, daß die Veränderung des Strömungsmitteldruckes der Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Fahrzeugräder (12) nacheilt.