DE2638190A1

DE2638190A1 - Drucksteuereinheit fuer hydraulische fahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE2638190A1
Application number: DE19762638190
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl Ing Burgdorf; Dieter Dipl Ing Kircher
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1976-08-25
Filing date: 1976-08-25
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2638190C2; SE434935B; FR2362743A1; JPS5348177A; FR2362743B1; IT1085672B; US4121872A; ES461706A1; SE7709393L; GB1588038A

Description

ALFRED TEVES GMBH 18. August 1976

Frankfurt am Iiain ZL/Vei/c

P 4446

J. Burgdorf - 31 D, Kircher - 16

Drucksteuereinheit für hydraulische Fahrzeugbremsanlagen

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuereinheit für hydraulische Fahrzeugbremsanlagen mit einem Bremskraftverteiler, der eine von einer Steuerkraft in Ruhestellung vorgespannte Kolbenanordnung hat, die entgegen der Steuerkraft von einem Auslaßdruck beaufschlagt und unter Vergrößerung einer Auslaßkammer beweglich ist und bei dem ein normalerweise offenes Ventil vorgesehen ist, durch welches eine Verbindung zwischen einem Einlaß und der Auslaßkammer gesperrt ist, sobald sich die Kolbenanordnung aus ihrer Ruhestellung entgegen der Steuerkraft bewegt hat.

Ein solcher Bremskraftverteiler ist durch die Dt-PS 1 195 185 bekannt. Er wird zur BremsenabStimmung zwischen Vorder- und Hinterachse eines Fahrzeuges verwendet, wozu er in die Druckmittelleitung zwischen Bremsdruckquelle und Hinterachßbreiasen eingeschaltet ist. Seine prinzipielle Wirkungsweise besteht darin, daß er den von der Bremsdruokquelle erzeugten Druck bis zu einem bestimmten Druckniveau voll auf die Hinterradbremsen wirken läßt. Beim Erreichen dieses Druckniveaus (Umschaltpunkt) verschiebt sich die Kolbenanordnung aus ihrer Ruhestellung, so daß das Ventil schließt und bei weiterer Druck-

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erhöhung der Druckmittelquelle kein weiterer Druck (Bremskra'ftbegrenzer) oder nur noch ein gegenüber dem Einlaßdruck geminderter Auslaßdruck (Bremskraftminderer) zu den Hinterradbremsen gelangt. Wenn ein geminderter Druckanstieg erreicht werden soll, muß die Korbenanordnung noch eine vom Eingangsdruck in Richtung der Steuerkraft beaufschlagbare Fläche haben, die kleiner ist als die vom Auslaßdruck entgegengerichtet beaufschlagte Fläche. Das Verhältnis dieser beiden Flächen bestimmt den weiteren Druckanstieg in der Auslaßkammer· Ist die vom Eingangsdruck beaufschlagte Fläche nicht vorhanden, so erfolgt oberhalb des Umschaltpunktes kein weiterer Druckanstieg, d.h., in diesem Fall handelt es sich um einen Bremskraftbegrenzer.

Eine derartige Bremsenabstimmung ist erforderlich, damit sich alle Räder eines Fahrzeuges bei verschiedenen Reibwerten möglichst gleichmäßig der Blockiergrenze nähern. Bei einer z.B. für eine mittlere Abbremsung ausgelegten Bremsanlage ohne eine solche Bremsenabstimmung wurden nämlich bei gutem Reibwert und der damit möglichst hohen Abbremsung wegen der daraus resultierenden großen dynamischen Achslastverlagerung die Hinterräder schon blockieren, bevor an den Vorderrädern die höchstmögliche Bremskraft wirksam ist, während bei schlechtem Reibwert und der damit möglichen geringen Abbremsung wegen der dann vernachlässigbar kleinen Achslastverlagerung die Verhältnisse genau umgekehrt sind. Durch die Bremsenabstimmung mittels eines Bremskraftverteilers ist jedoch das Blockieren der Räder auch nicht vollständig zu verhindern. Es wird damit lediglich erreicht, daß nicht die Räder einer Achse vorzeitig blockieren.

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Um das Blockieren der Räder prinzipiell zu verhindern, sind schpn Blockierregler entwickelt worden, die unter anderem eine Drucksteuereinrichtung aufweisen. Ein solcher Blockierregler ist Z₀B. durch die Dt-AS 1 530 471 bekannt. Die dortige Drucksteuereinrichtung hat einen Plungerkolben, der von einer starken Feder in Ruhestellung gehalten ist und der von einem gesteuerten Fremddruck entgegen der Kraft der Feder verschiebbar ist, wodurch sich ein Regelraum vergrößert und sich gleichzeitig ein mechanisch vom Plungerkolben gesteuertes Ventil schließt. Das Ventil verhindert die weitere Bremsdruckzufuhr von der Druckmittelquelle zum Regelraum, während in diesem und der damit verbundenen Radbremse durch die Volumenerweiterung der Bremsdruck reduziert wird. Der Fremddruck wird dazu' so gesteuert, daß ein Bremsdruck erreicht wird, bei dem die Räder gerade noch nicht blockieren.

Bisher ging man davon aus, daß bei Fahrzeugen mit vorhandenem Blockierregler der Bremsenabstimmung nur noch untergeordnete Bedeutung zukommt, weil durch den Blockierregler ja das Blockieren der Räder besser als mit einem Bremskraftverteiler verhindert wird. Man ging also davon aus, daß der Bremskraftverteiler bei solchen Fahrzeugen entfallen kann. Dies führt dann allerdings dazu, daß der Blockierregler, an den die Räder der dynamisch entlasteten Achse angeschlossen sind, schon anspricht, wenn an den Rädern der anderen Achse der optimale Bremsdruck noch nicht erreicht ist. Es werden also bei jeder stärkeren Bremsung die Räder der dynamisch entlasteten Achse bis zur Blockiergrenze beansprucht und ein Überbremsen

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wird nur durch den dann ständigen Eingriff des Blockierreglers verhindert. Dies ist an sich schon ungünstig^ wenn man dazu aber noch bedenkt, daß bei Blockierreglern die Möglichkeit ihres Ausfalls in Betracht gezogen werden muß und daß in diesem Fall das Bremssystem so arbeiten soll, als wenn überhaupt kein Blockierregler vorhanden wäre, so ist dieser Zustand untragbar. Es werden dann ja bei Ausfall des Blockierreglers die Räder der dynamisch entlasteten Achse sehr schnell überbremst, was in der Regel zum Schleudern des Fahrzeuges führt, weil es sich dabei um die Hinterräder handelt.

Man kommt somit zum Ergebnis, daß man trotz eines vorhandenen Blockierreglers eine gute Bremsenabstimmung braucht. Als einfachsten Weg, ein solches optimales Bremssystem zu schaffen, bietet sich an, beide Geräte, nämlich einen Blockierregler und einen Bremskraftverteiler vorzusehen. Dies führt nur dazu, daß die gesamte Bremsanlage zu umfangreich und teuer wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Drucksteuereinheit der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sie neben der Bremsenabstimmung gleichzeitig in Abhängigkeit von einem zur Blockierregelung gesteuerten Fremddruck zur Bremsdruckmodulation im Sinne einer Blockierregelung geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Hilfskolben vorgesehen ist, der von einem Fremddruck beaufschlagbar ist und entgegen der Steuerkraft abstütz-

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bar ist. Damit wird auf einfachste Weise erreicht, daß von dieser einzigen Bremsdrucksteuereinheit die Bremsenabstimmung und die Bremsdruckmodulation zur Blockierregelung übernommen wird. Solange der Hilfskolben nicht mit Premddruck beaufschlagt ist, entspricht die Punktion einem normalen Bremskraftverteiler, unabhängig davon, ob kein Premddruck wirkt, weil keine Blockiergefahr vorliegt oder weil der Blockierregler defekt ist. Sobald jedoch der Blockierregler anspricht, wird die Bremsdruck-Steuereinheit im Sinne einer Bremsdruckmodulation beeinflußt, indem das Kräftegleichgewicht an der Kolbenanordnung durch den Hilfskolben beeinflußt wird und dieser die Steuerkraft reduziert.

Vorteilhaft ist es, wenn der Hilfskolben an der Kolbenan-Ordnung entgegen der Steuerkraft abstützbar ist. Damit ist auch dann ein vollständiger Druckabbau zur Blockierregelung möglich, wenn die Kolbenanordnung zur besseren Bremsenabstimmung eine vom Einlaßdruck parallel zur Steuerkraft beaufschlagbare Fläche aufweist, d.h., wenn die den Bremskraftverteiler bildenden Teile im Sinne eines Bremsdruckminderers und nicht nur als Bremsdruckbegrenzer ausgebildet sind.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform besteht darin, daß der Hilfskolben koaxial zur Kolbenanordnung vor der Auslaßkammer angeordnet und über einen dichtend verschiebbar in die Auslaßkammer ragenden Stößel auf einer vom Auslaßdruck beaufschlagten Fläche der Kolbenanordnung abgestützt ist. Ein wesentlicher Torteil dieser Ausführungsform besteht auch darin, daß bei Fahrzeugmodellen, die nur teilweise mit Blockierreglern ausge-

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rüstet werden sollen, für die übrigen Fahrzeuge nur die den Bremskraftverteiler bildenden Teile der Bremsdrucksteuereinheit als reiner Bremskraftverteiler verwendet werden können. Bei diesen Fahrzeugen ist dann ein späteres Hachrüsten mit Blockierreglern ohne weiteres möglich.

Auch ist damit die Stückzahl der den Bremskraftverteiler "bildenden Teile größer, so daß diese wirtschaftlicher produziert werden können.

Durch eine axial feste Verbindung zwischen Kolbenanordnung und Hilfskolben wird erreicht, daß in der Auslaßkammer keine durch Helativbewegung dieser Teile bedingte Volumens- bzw. Druckänderung hervorgerufen wird.

Bei Fahrzeugen mit Zweikreisbremsanlagen wird oftmals zweckmäßigerweise eine Vorrichtung vorgesehen, durch die bei Ausfall des zweiten, nicht über den Bremskraftverteiler geführten Bremskreises ein Ventildurchgang zwischen Einlaß- und Auslaßkammer geöffnet wird bzw. offen bleibt. So ist z.B. durch die Dt-AS 2 221 074 eine Bremsanlage bekannt, bei der parallel zum Bremskraftverteiler ein vom Druck im zweiten Bremskreis betätigbares Ventil vorgesehen ist, dessen Ventildurchgang bei Ausfall des zweiten Bremskreises für eine Umgehung des Bremskraftverteilers sorgt. Bei dem durch die Dt-PS 1 655 444 bekannten Bremskraftverteiler wird die Kolbenanordnung durch ein Klemmelement in Ruhestellung gehalten, welches bei vorhandenem Druck im zweiten Bremskreis gelöst wird. Diese Vorrichtungen bewirken, daß bei Ausfall des zweiten Bremskreises der den an den ersten Bremskreis über den Bremskraftverteiler zugeführte Bremsdruck in diesem Fall nicht gemindert oder begrenzt wird.

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Eine solche Vorrichtung ist auch durchaus "bei der erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuereinheit sinnvoll. Dabei ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform aber vorgesehen, daß während der Fremddruckbeaufschlagung des Hilfskolbens der Ventildurchgang unabhängig vom zweiten Bremskreis immer geschlossen ist. Damit wird erreicht, daß auch bei Ausfall des zweiten Bremskreises für die an die Bremsdrucksteuereinheit angeschlossenen Räder die Blockierregelung wirksam werden kann und diese somit optimal gebremst werden.

Weitere, insbesondere in konstruktiver Hinsicht einfache, vorteilhafte Ausführungsformen sind in den übrigen TJnteransprüchen beschrieben. Nachfolgend wird ein in der anliegenden Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuereinheit näher erläutert.

In einem Gehäuse 1 ist eine Zylinderbohrung 3 vorgesehen, in der eine Kolbenanordnung 2 angeordnet ist. Ein Ende der Kolbenanordnung 2 ist dichtend verschiebbar aus dem Gehäuse 1 herausgeführt. In der Zylinderbohrung 3 ist verschiebbar ein die Kolbenanordnung 2 umgebendes Venti'lelement 4 angeordnet, welches durch eine Rückstellfeder 7 gegen einen gehäusefeeten Anschlag 6 schwach vorgespannt ist. Das Ventilelement 4 bildet zusammen mit einem an der Kolbenanordnung 2 ausgebildeten Ventilglied 5 ein Ventil 4»5» durch welches die ZyIinderbohrung 3 i^Q eine Einlaßkammer 8 und eine Auslaßkammer 9 unterteilbar ist. Die Einlaßkammer 8 ist über einen Einlaß 10 mit einer Druckmittelquelle einer Fahrzeugbremsanlage verbindbar. Die Auslaßkammer 9 ist über einen Auslaß 11 mit Rad-

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bremszylindern der Bremsanlage verbindbar. Auf der KoI-benanordnung 2 lastet noch eine durch einen Pfeil 12 schematisch dargestellte Steuerkraft Q, durch welche die ZoIbenanOrdnung in ihre gezeichnete Ruhestellung vorgespannt ist. Die Steuerkraft Q kann z.B. in bekannter Weise durch eine fest eingespannte Feder oder lastabhängig aufgebracht werden.

Koaxial zur Zylinderbohrung 3 ist ein weiterer Zylinder 15 ausgebildet, in dem ein Hilfskolben 16 dichtend verschiebbar angeordnet ist. Durch den Hilfskolben 16 ist der Zylinder 15 in einen der Auslaßkammer 9 zugewandten, mit der freien Atmosphäre verbundenen Raum 17 und einen gegenüberliegenden Regelraum 18 unterteilt. Der Regelraum 18 hat einen Anschluß 19, über den er mit von einem Blockierregler gesteuerten Fremddruck versorgt werden kann. Ein Stößel 20 ist dichtend verschiebbar vom Raum 17 in die Auslaßkammer 9 geführt. Über dem Stößel 20 ist die Kolbenanordnung 2 am Hilfskolben 16 abstützbar, der sich seinerseits in Ruhestellung an einem Gehäuseabsatz 21 abstützt.

Es ergibt sich somit folgende Funktionsweise: Bei einer normalen Bremsung wird dem Einlaß 10 Druckmittel zugeleitet, welches zunächst ungehindert zwischen Ventilelement 4 und Ventilglied 5 hindurch zum Auslaß 11 und von dort zu den angeschlossenen Radbremszylindern fließt. In der Ein- und Auslaßkammer 8/9 baut sich somit ein dem Druck der Druckmittelquelle entsprechender Druck auf. Dieser Druck beaufschlagt die Kolbenanordnung entgegen der Steuerkraft Q auf einer Querschnittsfläche d.

Sobald dieser Druck die Steuerkraft Q. überwindet, ver-

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schiebt sich die Kolbenanordnung - in der Zeichnung gesehen -' nach links, so daß die Ventilkante 5 durch Anlage am Ventilelement 4 die Einlaßkammer 8 von der Auslaßkammer 9 trennt.

Der in der Einlaßkammer 8 herrschende Druck "beaufschlagt von nun ab die Kolbenanordnung 2 auf einer Fläche D - d nach rechts, während der in der Auslaßkammer 9 herrschende Druck die Kdlbenanordnung auf einer Fläche D nach links beaufschlagt. Bei zunehmendem Druck in der Einlaßkammer 8 wird daher die Ventilkante 5 immer so lange vom Ventilelement 4 abgehoben, bis die Kolbenanordnung 2 wieder im Gleichgewicht ist. Es findet also in der Auslaßkammer 9 ein geminderter Druckaufbau statt. Beim Druckabbau wird der gleiche Druckverlauf in der Auslaßkammer 9 erzielt wie beim Druckaufbau. Bis zum Angleichen der Drücke zwischen Einlaßkammer 8 und Auslaßkammer 9 verschiebt sich dazu die Kolbenanordnung 2 und das Ventilelement 4 unter Vergrößerung der Auslaßkämmer 9 nach links.

Die bis hierher geschilderte Funktionsweise ist die eines bekannten Bremskraftverteilers, dessen Prinzip darauf beruht, daß die Kolbenanordnung immer in eine Gleichgewichtslage verschoben wird, in der der von der !Steuerkraft Q und vom Eingangsdruck sowie den Flächen d, D bestimmte Ausgangsdruck entsprechend dem gewünschten Druckverlauf erzielt wird. Bei dieser Funktion bleiben die übrigen Teile in ihrer Ruhestellung, weil erst bei einem Eingriff des Blockierreglers im Regelraum 18 Fremddruck aufgebaut wird. Solange dies nicht der Fall ist, wird der Stößel 20 während des Bremsvor-

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ganges im Auslaßraum 9 vom Auslaßdruck beaufschlagt und hält .damit den Hilfskolben 16 in seiner Ruhestellung.

Bei einem Blockiervorgang wird jedoch im Regelraum 18 Fremddruck aufgebaut und der Hilfskolben damit nach links verschoben. Die von ihm entsprechend der Höhe des Fremddruckes über den Stößel 20 auf die Kolbenanordnung 2 übertragene Kraft verschiebt diese nach links, so daß die Auslaßkammer 9 vergrößert wird und somit in ihr und den angeschlossenen Radbremszylindern der Druck abgesenkt wird. Die Kolbenanordnung 2 und das Yentilelement 4 werden also in diesem Fall als Plungerkolben eines Blockierreglers verwendet. Nach beendeter Blockierregelung kehren der Hilfskolben 16 und der Stößel 20 wieder in ihre Ruhestellung zurück, und es ist sofort wieder die normale Funktion eines Bremskraftverteilers vorhanden.

Diese Funktion eines Bremskraftverteilers ist auch bei Ausfall des Blockierreglers immer vorhanden, weil in diesem Fall der Hilfskolben keinen Einfluß auf die KoI-benanordnung nimmt. Eine starke Fotfeder oder dergleichen, die bei bekannten Blockierreglern den Plungerkolben in Ruhestellung hält, ist hier nicht erforderlich.

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Claims

Ansprüche

1» Bremsdrucksteuereinheit für hydraulische Fahrzeugbremsanlagen mit einem Bremskraftverteiler, der eine von einer Steuerkraft in Ruhestellung gespannte Kolbenan-Ordnung hat, die entgegen der Steuerkraft von einem Auslaßdruck beaufschlagt und unter Vergrößerung einer Auslaßkammer "beweglich ist, und bei dem ein in Ruhestellung offenes Ventil vorgesehen ißt, durch welches eine Verbindung zwischen einem Einlaß und der Auslaßkammer gesperrt ist, sobald sich die EolbenanOrdnung aus ihrer Ruhestellung entgegen der Steuerkraft bewegt hat, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfskolben (16) vorgesehen ist, der von einem Fremddruck beaufschlagbar und entgegen der Steuerkraft (Q) abstützbar ist.

2« Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (16) an der Kolbenanordnung (2) entgegen der Steuerkraft (Q) abstützbar ist.

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5. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (16) koaxial zur Kolbenanordnung (2) vor der Auslaßkammer (9) angeordnet und über einen dichtend verschiebbar in die Auslaßkammer (9) ragenden Stößel

(20) auf einer vom Auslaßdruck beaufschlagten Fläche der Kolbenanordnung abstützbar ist.

4· Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenanordnung (2) und der Hilfskolben (16) axial fest miteinander verbunden sind,

5. Bremsdrucksteuereinheit nach einem der Ansprüche 1 - 4» mit einer Torrichtung, durch die bei Ausfall eines zweiten Bremskreises ein Tentildurchgang zwischen Einlaß- und Auslaßkammer offen gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß während der Fremddruckbeaufschlagung des Hilfskolbens (16) der ■Ventildurchgang unabhängig vom zweiten Bremskreis immer geschlossen ist.

6. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 5» dadurch g e 'kennzeichnet, daß der Ventildurchgang unabhängig vom Bremskraftverteiler ist und ein vom Bremsdruck des zweiten Bremskreises in Schließrichtung beaufschlagtes, von einer Feder in Offenstellung vorgespanntes Ventilglied hat, welches zusätzlich vom Fremddruck in Schließstellung bringbar ist.

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7. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied eine vom Fremddruck in Schließrichtung beaufschlagte Fläche hat.

8. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet', daß das Ventilglied vom Hilfskolben (16) in Schließrichtung verschiebbar ist,

9. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vorrichtung die Kolbenanordnung (2) in Ruhestellung gehalten ist, die Kolbenanordnung (2) jedoch trotz der Vorrichtung mittels des Fremddruckes vom Hilfskolben (16) verschiebbar ist.

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