DE2542586A1 - Hydraulisches bremssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Bremssystem mit Gleitschutzvorrichtung und zwei getrennten Bremskreisen, die durch einen Hauptbremszylinder gespeist werden. Ein derartiges Bremssystem ist insbesondere zum Einsatz in kleinen oder mittleren Motorfahrzeugen geeignet.

Hydraulische Bremssysteme mit Gleitschutzvorrichtungen arbeiten derart, daß das oder die gebremsten Räder niemals blockieren, so daß ein Rutschen vermieden wird und die Reifen besser auf der Straße haften. Die Haftung wird nämlich wesentlich verringert, wenn das jeweilige Rad blockiert.

Hydraulische Bremssysteme mit GIeitschutzvorrichtungen sind bereits bekannt. Ein derartiges System ist beispielsweise in der italienischen Patentanmeldung 68753-A/73 beschrieben und besteht im wesentlichen aus den folgenden Teilen:

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-getrennten vorderen und hinteren Bremskreisen; -einer volumetrischen Pumpe, die vorzugsweise durch den Fahrzeugantrieb betrieben wird und das öl in einem Kreislauf zirkulieren läßt, der einen Ölbehälter und eine den Austritt der Pumpe mit dem Behälter verbindende Leitung umfaßt und mit dem hinteren Bremskreis über ein Einwegventil verbunden ist, welches bei Erreichen eines vorbestimmten Druckwertes in der Leitung öffnet;

-einem Doppelhauptbremszylinder mit einem ersten und einem zweiten Kolben, die direkt durch ein Pedal betätigt sind; der erste Kolben bildet eine erste, mit dem vorderen Bremskreis verbundene Kammer, der zweite Kolben bildet eine zweite, mit dem hinteren Bremskreis und mit einer Modulationsvorrichtung zur Steuerung des durch die volumetrische Pumpe erzeugten Drucks verbundene Kammer;

-einer Gleitschutzvorrichtung in dem hinteren Bremskreis, die mit dem Behälter über eine Ausgabeleitung verbunden ist, durch die Flüßigkeit bei Betätigung der Gleitschutzvorrichtung abgegeben wird, wenn ein oder beide Hinterräder einen beginnenden GIeitzustand erreichen;

-einem Ventil oder Verstärker, der durch die Druckwerte gesteuert wird, die in dem Bremskreis vor und hinter der Gleitschutzvorrichtung und in der ersten Kammer des Hauptbremszylinders vorhanden sind, wodurch eine Modulation des Drucks an den Vorderrädern identisch mit der aus der Wirkung der Gleitschutzvorrichtung auf den Bremskreis der Hinterräder abgeleiteten Modulation erfolgt.

Ein System mit diesen Eigenschaften wird im folgenden auch als ein "System vorbeschriebener Art" bezeichnet.

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Bei einem derartigen System besteht der Hauptnachteil in dem gesteuerten bzw. verstärkenden Ventil im ersten Kreis der Bremszylinder. Durch Anwendung dieser Ventilart ist das durch den Hauptbremszylinder verlagerte Flüssigkeitsvolumen dem Bedarf des Verstärkerventils bei Ausfall des anderen Bremskreises nicht angepaßt.

Das Verstärkerventil ist ferner nicht in den Hauptbremszylinder einbezogen, so daß es separat montiert werden muß« Dadurch wird der Zusammenbau des Systems schwierig und kostspieliger, einerseits wegen der Anzahl der Arbeitsgänge, andererseits wegen der Anzahl der erforderlichen Einzelteile.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Modulation der Bremswirkung in separaten Bremskreisen eines Motorfahrzeugs ohne ein Verstärkerventil zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein hydraulisches Bremssystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß der Hauptbremszylinder eine erste Kammer mit einem ersten Kolben, eine zweite Kammer mit einem zweiten Kolben und eine dritte Kammer zwischen dem zweiten Kolben und einer sie von der ersten Kammer trennenden Zwischenwand aufweist, daß der erste Kolben durch ein Fußpedal zur Erhöhung des Drucks in der mit dem hinteren Bremskreis über die Gleitschutzvorrichtung verbundenen ersten Kammer betätigbar ist, daß die zweite Kammer direkt mit dem vorderen Bremskreis verbunden ist und daß die dritte Kammer zwischen der Gleitschutzvorrichtung und dem hinteren Bremskreis an das hydraulische System angeschlossen ist, so daß der durch Betätigung des ersten Kolbens mittels des Fußpedals in dem hinteren Bremskreis erzeugte Bremsdruck auf den zweiten Kolben einwirkt, der dadurch verlagert wird und den Druck in der zweiten Kammer und damit im vorderen Bremskreis erhöht.

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Bei einem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der erste Kolben mit einem axialen Vorsprung in Form einer Kolbenstange versehen, die durch eine öffnung in der Zwischenwand geführt ist, durch welche die dritte Kammer von der ersten Kammer getrennt ist. Die Länge der Kolbenstange entspricht zumindest der Summe aus der Dicke der Zwischenwand und der Länge der zweiten und dritten Kammer, abzüglich der Länge des zweiten Kolbens. Ferner ist diese Länge geringer als der zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben in der Ruhestellung vorhandene Abstand. Dadurch kann der zweite Kolben durch die Kolbenstange betätigt und damit vollständig verlagert werden, wenn durch Ausfall ein Druckverlust im hinteren Bremskreis eintritt. Ähnlich ist in diesem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel die erste Kammer direkt mit der Druckmodulationsvorrichtung verbunden, zur Steuerung des Drucks, der durch einen mit einem Teil des Fahrzeugs zur Betätigung verbindbaren Druckerzeuger abgegeben wird.

Zur Erfindung gehört somit ferner auch ein Motorfahrzeug, das mit einem hydraulischen Bremssystem vorstehend genannter Art ausgerüstet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur beschrieben, die in einem teilweisen Längsschnitt ein. hydraulisches Bremssystem darstellt.

Das Bremssystem wird im folgenden für die in der Figur gezeigte Anordnung beschrieben, bei der ein Hauptbremszylinder mit einem Hauptkörper und einem seitlichen Anschluß vorgesehen ist, der rechtwinklig von dem Hauptkörper absteht. Der Hauptkörper hat eine axiale Bohrung 3, die an einem Ende durch eine Querwand 17 verschlossen ist. Das andere Ende der Bohrung 3 ist offen. Die Bohrung 3 enthält einen Kolben 9, der mit der Querwand 17 eine erste Kammer 31 bildet. Ein Kanal 7 in der Seitenwand des Hauptkörpers des Hauptbrems-

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Zylinders ermöglicht eine Verbindung zwischen der ersten Kammer 31 des Hauptkörpers und einer Bohrung 5 in dem seitlichen Anschluß des Hauptbremszylinders. Die Bohrung 5 enthält einen Kolben 11, der darin frei verschiebbar ist.

Der Kolben 9 wird gegen einen Anschlag 13 nahe dem offenen rechten Ende des Hauptkörpers des Hauptbremszylinders durch eine Druckfeder 15 gedrückt, die zwischen dem Kolben 9 und der Querwand 17 zusammengedrückt ist. In der Querwand 17 ist eine axiale öffnung 19 vorgesehen. Der Kolben 9 ist ferner mit einem Dichtungsring 21 an seinem dem offenen Ende der Bohrung zugewandten Ende und mit einem Dichtungsring 22 an seinem anderen Ende versehen. Der Dichtungsring 22 ist in bekannter Weise an dem Kolben befestigt, so daß er als ein Einwegventil wirkt, welches den Durchgang von öl in einer Richtung längs einer ringförmigen Kammer 23 ermöglicht, die zwischen den beiden Dichtungsringen durch eine ringförmige Aussparung in der gekrümmten Wandung des Kolbens 9 gebildet ist. Der Kolben 9 hat ferner eine axiale Kolbenstange 25, die durch die öffnung 19 in der Querwand 17 geführt ist und auf deren anderer Seite vorsteht. Zn der öffnung 19 ist sie durch einen Dichtungsring 27 abgedichtet.

Die Bohrung 5 ist abgestuft und an dem offenen Ende mit Gewinde versehen. Sie ist durch einen Bolzen 33 verschlossen, der eine kreisrunde axiale Kammer 34 enthält und durch den hindurch eine axiale Bohrung geführt ist. Der Kolben 11 bildet mit dem Bolzen 33 eine Kammer 41 und hat die Form eines Kegelstumpfes, der der Kammer 34 in dem Bolzen 33 zugewandt ist. Eine Leitung 45 verbindet die Kammer 41 mit einem Anschluß an einer anderen Leitung 47, die von der Kammer 23 zu einem ölbehälter 49 führt.

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Aus dem ölbehälter 49 führt eine Leitung zu einer volumetrischen Pumpe 53: diese Pumpe speist zwei Leitungen 55 und 57» die Leitung 55 führt durch die öffnung in dem Bolzen 33 in die Kammer 41, die Leitung 57 führt zu einer Kammer 59 eines Schaltventils 61, dessen zylindrischer Ventilkörper 63 ein Teil des Hauptbremszylinders 1 ist; die Kammer 59 des Schaltventils 61 ist mit der Kammer 31 des Hauptbremszylinders über einen Kanal 65 verbunden, in dem eine Düse oder eine Verengung gebildet ist.

Das Schaltventil 61 enthält ein bewegbares Ventilelement aus verformbarem Material , das an seiner einen Stirnfläche mit einem elastischen, ringförmigen Flansch umgeben ist. Diese Stirnfläche steht dem Austritt der Leitung 57 gegenüber und wirkt als ein Einwegventil. Das Ventilelement 67 wird durch eine Feder 69 an dem Kanal 65 gehalten, so daß dieser verschlossen wird. Der Körper des Ventilelements 67 hat über seine Länge einen verringerten Querschnitt, so daß ein ringförmiger Kanal zwischen diesem Körper und dem zylindrischen Körper 63 des Schaltventils 61 gebildet ist. Eine Leitung 71 führt von der Seitenwandung des zylindrischen Körpers 63 des Ventils 61 in den Bereich dieses ringförmigen Kanals und endet an einer Gleitschutzvorrichtung 73, die in bekannter Weise durch ein elektromagnetisches Betätigungselement 75 gesteuert wird, welches wiederum durch eine nicht dargestellte Steuerschaltung betätigt wird. Von der Gleitschutzvorrichtung 73 gehen zwei Leitungen 77 und 79 aus. Die Leitung 77 ist eine Ausgabeleitung, die zum Behälter 49 führt, die Leitung 79 führt zu einer Kammer 81 in einem zylindrischen Nebenkörper 85 des Hauptbremszylinders 1. Der Nebenkörper 85 hat eine axiale Bohrung 83» die auf die Bohrung 3 des Hauptkörpers ausgerichtet ist. Die Bohrung 83 ist abgestuft, wodurch eine ringförmige Kante gebildet ist, dl· die größere von der kleineren Seite der Bohrung 83 trennt.

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Die größere Seite enthält einen Kolben 87, die kleinere Seite bildet eine Zwischenkammer 81 zwischen dem Kolben 87 und der Wand 17 des Hauptkörpers 1 des Hauptbremszylinders, an der der Nebenkörper 85 über eine Ringdichtung 86 abdichtend befestigt ist.

Der Kolben 87 hat einen Dichtungsring 89 an seiner der Zwischenkammer 81 zugewandten Seite sowie einen ventilartigen Dichtungsring 90, der dieselbe Funktion wie der Dichtungsring 22 des Kolbens 9 hat. Dieser Dichtungsring 90 ist am anderen Ende des Kolbens vorgesehen. Zwischen den beiden Dichtungsringen 89 und 90 hat der Kolben eine breite ringförmige Aussparung 91, die mit der Wand des Nebenkörpers 85 eine ringförmige Kammer bildet, welche über eine Leitung 95 mit einem Nebenbehälter 93 verbunden ist. Der Kolben 87 wird in der Bohrung 83 durch eine Feder 96 an der ringförmigen Kante gehalten, die Feder 96 ist zwischen dem Kolben 87 und einer Querwand an der linken Seite des Nebenkörpers 85 angeordnet. Diese Querwand bildet mit dem Kolben 87 eine weitere Kammer 97.

Die Zwischenkammer 81 ist in einen Bremskreis 99 eingefügt, der schematisch dargestellt ist. Sie steht mit diesem Bremskreis über eine öffnung/una eine Leitung 101 in Verbindung. In der praktischen Ausführung kann dies beispielsweise der Hinterradbremskreis sein, und die Kammer 97 ist mit dem Vorderradbremskreis 103 über eine Leitung 105 verbunden. Der Kolben 9 wird durch eine Schubstange 101 betätigt, die mit einem Fußpedal 111verbunden ist.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung kann in zwei verschiedenen Arten ablaufen, was von dem Be trieb bzw. vom Stillstand des Fahrzeugs abhängt.

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Steht das Fahrzeug still,so ist auch die Pumpe 53, die durch den Fahrzeugantrieb betrieben wird, im Stillstand. Dadurch erfolgt eine Bremswirkung bei Niederdrücken des Fußpedals 111 nur durch den Druck, der durch den Hub des Kolbens 9 in der Kammer 31 erzeugt wird. Dieser Druck drückt den Kolben 11 nach oben, bis er an die öffnung der Kammer 34 gelangt und die Leitung 55 verschließt. Ferner wirkt der Druck durch den Kanal 65 auf den Ventilkörper

67/und drückt diesen gegen die Feder 59, wodurch eine Verbindung mit der Gleitschutzvorrichtung 73 über die Leitung 71 möglich ist. Von hier aus wirkt der Druck auf die Kammer 81 ein. Über diese gelangt er über die Leitung 101 zu den Bremszylindern der Hinterräder. Der in der Kammer 81 erzeugte Druck wirkt ferner auf den Kolben 87 ein, der sich nach links bewegt und den Druck in der Kammer 97 erhöht. Ferner erfolgt über die Leitung 105 dabei eine Betätigung der Bremszylinder der Vorderräder. Auf diese Weise werden die Bremsen des vorderen und des hinteren Bremskreises betätigt.

Befindet sich das Fahrzeug im Fahrbetrieb, so verursacht eine Betätigung des Fußpedals eine andere Funktionsfolge, da nun der durch die Pumpe erzeugte Druck ausgenutzt wird. Wenn das Fußpedal 111 gedrückt wird und ein Druckanstieg in der Kammer 31 sowie ein Anheben des Kolbens 11 zum Schließen der Kammer 34 erzeugt wird, so tritt ein Druckanstieg in der Bremsflüssigkeit der Leitung 55 auf, die teilweise über den Nebenweg zwischen dem Kolben 11 und der öffnung der Kammer 34 entleert wird. Der restliche Druck wird längs der Leitung 57 zur Kammer 59 des Ventils 61 geführt. Der schräge Flansch des Ventilkörpers 67 ermöglicht eine Weiterführung des Drucks durch das Ventil 61 in die Leitung 71, so daß von dort aus wie bei dem zuvor beschriebenen Betriebszustand die beiden Bremskreise betätigt wer den· Die Gleitschutzvorrichtung 73 wird durch eine elektro-

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magnetische Betätigungsvorrichtung 75 gesteuert, die durch eine nicht dargestellte Steuerschaltung betrieben wird. Blockieren die Räder, so wird die Leitung 71 geschlossen und die Leitung 77 geöffnet. Dadurch wird der Druck in den Bremskreisen auf den Behälter 49 geleitet.

Wenn die Räder wieder greifen, werden die anfänglichen Bremsbedingungen wieder hergestellt.

Wenn der Bremsdruck durch Loslassen des Fußpedals 111 wieder verringert wird und das Fahrzeug steht oder fährt, so wird der Bremsdruck von den hinteren Bremszylindern Über die Leitungen 101, 79, 71, die Kammer 81 und die Gleitschutzvorrichtung 73 zum Ventil 61 geleitet, wo infolge des Druckabfalls in der Leitung 57 durch Loslassen des Fußpedals 111 und der damit verbundenen Rückführung des Kolbens 9 durch die Wirkung der Feder 15 und das gleichzeitige Herunterziehen des Kolbens 11 der Ventilkörper 67 gegen die Feder 69 gedrückt werden kann und eine Strömung durch den Kanal 65 zurück in die Kammer 31 möglich ist. Von der Kammer 31 wird jeder überschüssige Druck zu dem Behälterüber den Nebenschluß durch den Dichtungsring 22 und die ringförmige Kammer 23 geführt. Der Dichtungsring 22 ist in bekannter Weise hierzu konstruiert (nicht dargestellt). Er ist so ausgeführt, daß der Nebenschluß überschüssigen Drucks nur dann stattfindet, wenn der Kolben 9 sich in eeiner hintersten Stellung befindet, in die er durch die Feder 15 bei Loslassen des Fußpedals 111 gebracht wird.

Andererseits muß der Druck in den vorderen Bremszylindern und in der Kammer 97 niemals über den Dichtungsring 90 in den Behälter 93 über die ringförmige Kammer 91 und die Leitung 95 geführt werden, sondern statt dessen ist der Dichtungsring 90 derart konstruiert, daß ein Nebenschluß der

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Hydraulikflüssigkeit in der anderen Richtung vom Behälter in die Kammer 97 erfolgt, um die Abnutzung der Bremselemente zu kompensieren und sicherzustellen, daß die Kammer 97 vollständig gefüllt und der Kolben 87 völlig in seine Ruhelage durch die Feder 96 zurückgeführt ist, wenn der Bremsdruck entweder durch Betätigung der Gleitschutzvorrichtung 73 oder durch Loslassen des Fußpedals 111 abnimmt.

Bei dem beschriebenen System tritt ein Gleitschutz gleichzeitig für den vorderen und den hinteren Bremskreis auf. Sollen die vorderen und hinteren Bremsen getrennt derart gesteuert werden, so ist hierzu lediglich an die Leitung 101 eine Gleitschutzvorrichtung anzuschließen, die der Gleitschutzvorrichtung 73 entspricht. Diese neue Vorrichtung ist mit der Leitung 71 zu verbinden, gleichzeitig ist die Öffnung 100 zu verschließen.

Die Konstruktion des Hauptbremszylinders mit drei separaten Kammern, die separate vordere und hintere Bremskreise verbinden, vermeidet mögliche Ausfälle, wie sie im folgenden beschrieben werden.

Bei Bremsausfall im vorderen oder im hinteren Bremskreis tritt folgende Funktion ein:

Bei Ausfall des vorderen Bremskreises bewegt sich der Kolben 87 zur Endstellung seines Hubes, ohne daß der Druck in dem vorderen Bremszylinder erhöht vird. Trotzdem kann sich ein ausreichender Druck in dem hinteren Bremskreis aufbauen, so daß die hinteren Räder gebremst werden können.

Bei Ausfall des hinteren Bremskreises bewegt sich der Kolben 9 zum Ende seines Hubes durch die Wirkung des Fußpedals 111, wodurch die Kolbenstange 25 auf den Kolben 87 einwirkt und ihn vorwärts bewegt. Dadurch wird ein Bremsdruck im vorderen Bremskreis und eine damit verbundene Bremsung der Vorderräder erzielt.

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Claims (5)

Patentansprüche

1.J Hydraulisches Bremssystem mit Gleitschutzvorrichtung und ^—S zwei getrennten Bremskreisen, die durch einen Hauptbremszylinder gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbremszylinder (-1) eine erste Kammer (31) mit einem ersten Kolben (9), eine zweite Kammer (97) mit einem zweiten Kolben (87) und eine dritte Kammer (81) zwischen dem zweiten Kolben (87) und einer sie von der ersten Kammer (31) trennenden Zwischenwand (17) aufweist, daß der erste Kolben (9) durch ein Fußpedal (111) zur Erhöhung des Drucks in der mit dem hinteren Bremskreis (99, 101) über die Gleitschutzvorrichtung (73) verbundenen ersten Kammer (31) betätigbar ist, daß die zweite Kammer (97) direkt mit dem vorderen Bremskreis (103, 105) verbunden ist und daß die dritte Kammer (81) zwischen der Gleitschutzvorrichtung (73) und dem hinteren Bremskreis (99, 101) an das hydraulische System angeschlossen ist, so daß der durch Betätigung des ersten Kolbens (9) mittels des Fußpedals (111) in dem hinteren Bremskreis (99» 101) erzeugte Bremsdruck auf den zweiten Kolben (87) einwirkt, der dadurch verlagert wird und den Druck in der zweiten Kammer (97) und damit im vorderen Bremskreis (103, 105) erhöht.

2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (9) mit einem axialen Vorsprung in Form einer Kolbenstange (25) versehen ist, die durch eine öffnung (19) in der Zwischenwand (17) geführt ist, die die dritte Kammer (97) von der ersten Kammer (31) trennt, daß die Länge der Kolbenstange (25) zumindest der Summe der Dicke der Zwischenwand (17) und der Länge der zweiten und dritten Kammer (97, 81) entspricht und geringer als die Länge des zweiten Kolbens (87) sowie geringer als der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben

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(9, 87) in der Ruhestellung ist, so daß der zweite Kolben (87) durch die Kolbenstange (25) vollständig verlagert werden kann, wenn infolge eines Bremsausfalls ein Druckverlust im hinteren Bremskreis (99, 101) auftritt.

3. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (31) direkt mit einer Druckmodulationsvorrichtung (5, 11) zur Steuerung des Drucks verbunden ist, der durch einen Druckerzeuger (53) abgegeben wird, welcher mit einem Teil des Fahrzeugs zwecks Betätigung verbunden ist.

4. Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltventil (61) zwischen der ersten Kammer (31) und der Gleitschutzvorrichtung (73) vorgesehen ist, mit dem der Druckerzeuger (53) verbunden ist.

5. Motorfahrzeug, ausgerüstet mit einem hydrau-lischen Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

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