DE2908482A1 - Vorrichtung fuer hydraulische bremssysteme mit blockiereinrichtung - Google Patents

Vorrichtung fuer hydraulische bremssysteme mit blockiereinrichtung

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Description

ALFRED TEVES GMBH 2. März 1979
Frankfurt am Main ZL/Ri/Zi
P 4725
J. Beiart - 144
Vorrichtung für hydraulische Bremssysteme mit Blockiereinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für hydraulische Bremssysteme mit Blockierregelung, welche einen in einer Bohrung dichtend verschiebbaren Kolben hat, der einerseits einen mit einem Hauptzylinder verbundenen Einlaßraum und andererseits einen mit mindestens einem Radzylinder verbundenen Auslaßraum begrenzt und einen durch ein Ventilglied verschließbaren, den Einlaßraum mit dem Auslaßraum verbindenden Durchgang hat, wobei das Ventilglied in der Endstellung des Kolbens, in welcher der Auslaßraum sein kleinstes Volumen hat, mechanisch in Offenstellung gehalten wird und bei welcher der Kolben mittels eines einen Steuerraum begrenzenden Steuerkolbens zur Vergrößerung des Auslaßraumes verschiebbar ist und ein als Stufenkolben ausgebildeter Reaktionskolben den Einlaßraum begrenzt, wobei die kleinere Beaufschlagungsfläche des Reaktionskolbens dem Einlaßraum zugewandt ist und die größere Beaufschlagungsfläche einen Reaktionsraum begrenzt, welcher unmittelbar an einen Druckmittelspeicher angeschlossen ist.
Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus der DE-OS 26 44 659 bekannt. Mit dieser Vorrichtung werden Stöße am Bremspedal, die^früher üblichen Anordnungen während des Regelzyklusses auftraten, vermieden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die hinsichtlich des konstruktiven Aufbaues einfacher und hinsichtlich des Verbrauchs der Hilfsenergie sparsamer ist. 5
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß der Steuerkolben auf der Einlaßraumseite des Kolbens angeordnet und mit diesem mittels eines Kolbenschaftes verbunden ist, der Steuerkolben den Reaktionsraum begrenzt und eine in dem Steuerraum angeordnete Feder den Steuerkolben und den Plungerkolben in Richtung auf den Auslaßraum vorspannt, und daß der Reaktionskolben auf dem Kolbenschaft und gegenüber diesem verschiebbar angeordnet ist.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß das Gehäuse keine festen Trennwände aufweist und somit von einer Seite bearbeitet werden kann. Dies ist fertigungstechnisch eine erhebliche Vereinfachung. Außerdem ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Anzahl der vom Servodruck beaufschlagten Räume geringer, was zu einer Einsparung von Hilfsenergie führt.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform des Erfindungsgegenstandes ist das Verhältnis der dem Reaktionsraum zugewandten Beaufschlagungsfläche zu der dem Einlaßraum zugewandten Beaufschlagungsfläche des Reaktionskolbens so gewählt, daß es dem Verhältnis des normalen Druckes vom Druckmittelspeicher zum höchst zulässigen Bremsdruck entspricht. Dadurch ist sichergestellt, daß der höchste zulässige Bremsdruck nicht überschritten wird. Bei Überschreitung des höchstzulässigen Bremsdruckes würde nämlich
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der Reaktionskolben zurückweichen und Druckmittel aus dem System aufnehmen, was unter Umständen zur Begrenzung des Bremsdruckes führen könnte.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß der Reaktionskolben eine dritte Beaufschlagungsfläche hat, die einen Ringraum begrenzt, der mittels einer Rücklaufleitung mit einem drucklosen Vorratsbehälter verbunden ist, wobei diese Verbindung durch ein erstes Ventil verschließbar und der Ringraum mit dem Reaktionsraum durch ein zweites Ventil verbindbar ist, wobei die Ventile von der Kolbenstangenbewegung derart gesteuert werden, daß stets eines der Ventile geschlossen und eines geöffnet ist. Damit wird erreicht, daß der Reaktionskolben stets einer derartigen Verschiebekraft unterliegt, daß ein konstanter Abstand zum Kolben eingehalten bleibt und somit bei der Antiblockierregelung keine wesentlichen Änderungen des Volumens des Einlaßraumes auftreten.
Es ist weiter von Vorteil, daß der Reaktionskolben zum Reaktionsraum hin eine koaxiale öffnung aufweist, deren innenliegendes Ende durch eine Druckmittelleitung mit der Rücklaufleitung verbunden ist und in die Öffnung eine auf dem Kolbenstangenschaft verschiebbare Hülse eingreift, welche eine kegelige Erweiterung hat, die gemeinsam mit dem reaktionskammerseitigen Ende der Öffnung das zweite Ventil bildet und deren einlaßkammerseitige Stirnfläche gemeinsam mit einem Bund des Kolbenschaftes das erste Ventil bildet, und daß zwischen der Hülse und dem Steuerkolben eine Feder angeordnet ist und in den Teil der koaxialen öffnung zwischen den Ventilen ein in den Ringraum führender Druckmittelkanal mündet.Damit ist eine sehr einfache Ausgestaltung des ersten und zweiten
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Ventiles sowie der notwendigen Druckmittelverbindungen geschaffen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Plungerkolbeneinheit in einer hydraulischen . Bremsanlage,
Fig. 2 eine AusführungsVariante zu Fig. 1,
Fig. 3 ein Beispiel für die besonders geeignete Verwendung J5 der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 im Schnitt dargestellt.
Mit 2 ist ein Vorratsbehälter, mit 3 eine Pumpe, mit 4 ein Druckspeicher und mit 5 ein Hauptbremszylinder bezeichnet.
Der Hauptbremszylinder wird von einem Bremspedal 6 betätigt und ist mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter 7 versehen. Mit 8 ist ein Einlaßventil und mit 9 ein Auslaßventil bezeichnet. Durch entsprechende Linien sind die Verbindungen der bereits genannten Teile untereinander dargestellt. Auf den speziellen Aufbau der Teile 2 bis 9 kommt es nicht an, sie sind lediglich zum leichteren Verständnis der Funktion der Vorrichtung 1 dargestellt.
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Die Vorrichtung 1 hat ein Gehäuse 10 mit einer Stufenbohrung 11, in deren Abschnitt mit geringerem Durchmesser ein Kolben 12 dichtend verschiebbar angeordnet ist. In dem Abschnitt der Stufenbohrung 11 mit größerem Durchmesser ist ein Steuerkolben 13 angeordnet, der mittel! eines Kolbenschaftes 14 mit dem Kolben 12 verbunden ist. Auf dem Kolbenschaft 14 ist dichtend verschiebbar ein stufenförmiger Reaktionskolben 15 angeordnet, der mit seiner kleineren Kolbenstufe in den Abschnitt der Bohrung 11 mit geringerem Durchmesser und mit seiner größeren Kolbenstufe in dem Abschnitt der Bohrung 11 mit größerem Durchmesser geführt ist.
Der Kolben 12 begrenzt mit seiner dem Reaktionskolben
J5 abgewandten Seite einen Auslaßraum 16, der mit einem Radzylinder 17 verbunden ist. Ein mit dem Hauptzylinder 5 verbundener Einlaßraum 18 ist einerseits vom Kolben 12 und andererseits vom Reaktionskolben 15 begrenzt. In dem Kolben 12 ist ein Druckmitteldurchgang 19 vorgesehen, in dem ein als Kugel 20 ausgebildetes federbelastetes Ventilglied angeordnet ist. Die Kugel 20 wird über einen Stößel 21,der am Boden des Auslaßraumes 16 befestigt ist,von ihrem Ventilsitz abgehoben, solange sich der Kolben 12 in seiner auslaßkammerseitigen Endstellung befindet.
Ein Reaktionsraum 22'wird einerseits von der größeren Kolbenstufe des Reaktionskolbens und andererseits vom Steuerkolben 13 begrenzt. Der Reaktionsraum 22 ist ständig mit dem Druckspeicher 4 verbunden. Die dem Reaktionskolben 15 abgewandte Seite des Steuerkolbens 13 begrenzt einen Steuerraum 23, der unter Zwischenschaltung des Einlaßventiles 8 mit dem Druckspeicher 4 und unter Zwischenschaltung des Auslaßventiles 9 mit dem Vorratsbehälter
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verbunden ist. In dem Steuerraum 23 ist eine Druckfeder
24 angeordnet, die den Steuerkolben 13 und den Kolben in Richtung auf den Auslaßraum 16 beaufschlagt.
Der Reaktionskolben 15 weist zum Reaktionsraum 22 hin eine koaxiale Öffnung 25 auf. Auf dem Kolbenschaft T 4 ist dichtend verschiebbar eine Hülse 26 angeordnet, die teilweise in die koaxiale Öffnung hineinragt und in dieser dichtend geführt ist. Das in der Öffnung 25 befindliche Ende der Hülse 26 bildet den Sitz eines ersten Ventils 27, welches durch einen Bund 28 des Kolbenschaftes 14 verschließbar ist. Das innenliegende Ende der Öffnung 25 ist durch einen Druckmittelkanal 29 und einen Ringraum und einer Druckmittelleitung mit dem Vorratsbehälter 2 verbunden. In der Hülse 26 sind Druckmittelkanäle 31 vorgesehen, die die Reaktionskammer 22 mit dem innenliegenden Teil der Öffnung 25 verbinden. Der außerhalb der Öffnung
25 liegende Teil der Hülse 26 ist kegelig ausgeführt und bildet gemeinsam mit dem Rand der Öffnung 25 das zweite Ventil 32. In die Druckmittelkanäle 31 mündet eine Druckmittelleitung 33,die in einen Ringraum 34 führt. Die Hülse 26 wird von einer Druckfeder 35, die sich an dem Steuerkolben 13 abstützt,in Richtung auf den Reaktionskolben 15 beaufschlagt.
Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung stimmt im wesentlichen mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 überein, es sind daher die gleichen Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet worden. Unterschiedlich ist lediglich das Flächenverhältnis zwischen der kleinen und der großen Kolbenstufe des Reaktionskolbens, und daß an der kleineren Kolbenstufe des Reaktionskolbens sowie an dem Kolben 12 jeweils doppelte Dichtungen mit einem dazwischenliegenden Ring-
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raum 36, 37 vorgesehen sind, wobei die Ringräume 36, 37 mit der Atmosphäre verbunden sind.
Die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 wird wie folgt beschrieben:
Vor Beginn einer Bremsung befinden sich alle Teile in der bezeichneten Position. Im Reaktionsraum 22 herrscht der volle Druck des Druckspeichers 4 und beaufschlagt den Reaktionskolben 15 sowie den Steuerkolben 13. Das Einlaßventil 8 ist geöffnet und das Auslaßventil 9 geschlossen, somit herrscht auch im Steuerraum 23 der volle Druck des Druckspeichers 4 und beaufschlagt den Steuerkolben 13 in Richtung auf den Reaktionsraum 22. 5 Der Kolben 12 wird dadurch in seiner auslaßraumseitigen Endstellung gehalten, es besteht somit freie Druckmittelverbindung vom Einlaßraum 18 zum Auslaßraum 16.
Ein sich aufbauender Bremsdruck gelangt damit zunächst ungehindert vom Hauptzylinder 5 zum Radzylinder 17. Entsteht nun durch übermäßigen Bremsdruck Blockiergefahr, so wird das Einlaßventil 8 geschlossen und das Auslaßventil 9 geöffnet, so daß der Steuerraum 23 mit dem Vorratsbehälter 2 verbunden ist und das Druckmittel aus dem Steuerraum 23 entweichen kann. Dadurch wird der Steuerkolben 13 und der Kolben 12 gegen die Feder 24 verschoben.
Diese Bewegung bewirkt, daß der Ventilsitz die Kugel 20 vom Stößel 21 abhebt und somit die Druckmittelverbindung 39 zwischen dem Einlaßraum 18 und dem Auslaßraum 16 unterbrochen ist.Durch die sich daran anschließende weitere Vergrößerung des Auslaßraumes 16 wird das Druck-
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mittel entspannt, so daß sich der im Radbremszylinder 17 wirksame Bremsdruck reduziert. Durch die Verschiebung des Steuerkolbens 13 wird der auf dem Kolbenschaft 14 befindliche Bund 28 gegen den Ventilsitz 27 beWegt und verschließt dadurch den Druckmittelkanal 31. Eine weitere Bewegung des Kolbenschaftes bewirkt, daß die Hülse durch den Bund 28 mitgenommen wird und vom Ventilsitz 32 abgehoben wird. Es kann nun Druckmittel vom Reaktionsraum 22 durch den Druckmittelkanal 33 in den Ringraum 34 strömen„
HO Dadurch wird der Reaktionskolben 15 in Richtung auf den Reaktionsraum 22 von einem Druck beaufschlagt und der Reaktionskolben 15 folgt der Bewegung des Steuerkolbens 13,wodurch das Ventil 32 wieder schließt. Danach wird das Ventil 27 geöffnet und das Druckmittel entweicht aus dem Ringraum 34 durch die Druckmittelkanäle 33, 31 und 29 sowie den Ringraum 30 und einer Druckmittelleitung in den Vorratsbehälter 2.
Sobald die Blockiergefahr beseitigt ist, wird das Auslaßventil 9 geschlossen und das Einlaßventil 8 wieder geöffnet, so daß der Druckspeicher 4wieder mit dem Steuerraum 23 verbunden ist. Durch den Druck im Steuerraum 23 wird der Steuerkolben 13 und somit auch der Kolben 12 in Richtung auf den Auslaßraum 6 hin verschoben, die Kugel 20 wird von ihrem Ventilsitz abgehoben und der Druckmitteldurchgang 19 zwischen dem Einlaßraum 18 und dem Auslaßraum 16 ist wieder geöffnet.
Bei Ausfall des Druckspeichers 4 wird der Reaktionsraum 22 und der Steuerraum 23 drucklos. Damit werden der Steuerkolben 13 und der Kolben 12 in ihrer auslaßraumseitigen Endstellung gehalten, wodurch der Druckmitteldurchgang 19 ständig geöffnet ist. Eine normale Bremsung
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ohne Antiblockierregelung ist damit möglich, allerdings wird der Einlaßraum 18 etwas vergrößert, weil der Reaktionskolben 15 nur vom Druck in dem Einlaßraum 18 beaufschlagt wird und sich somit in Richtung auf den Steuerkolben 13 verschiebt.
In Fig. 3 ist eine Bremsanlage dargestellt, bei welcher jedem Vorderrad ein eigener Bremskreis zugeordnet ist und die beiden Hinterräder gemeinsam an einem Bremskreis
dO angeschlossen sind. Die beiden Bremskreise für die Vorder-
der Bremskreis räder sind statische Bremskreise,/für die Hinterachse ist ein dynamischer Bremskreis. Mit 2 ist ein Vorratsbehälter, mit 3 eine Pumpe und mit 4 ein Druckspeicher bezeichnet. Die mit 1 bezeichneten Vorrichtungen sollen denen in Fig. 1 oder 2 entsprechen und beinhalten außerdem die Ventile 8 und 9. Mit 5 ist ein Tandemhauptzylinder bezeichnet^ auf dem ein Bremsflüssigkeitsbehälter 7 befestigt ist. An dem Tandemhauptzylinder ist eine Steuereinrichtung 38 angebracht, die den Druckmittelstrom zur Hinterradbremse steuert. Diese Steuereinrichtung ist eingangsseitig mit dem Druckspeicher 4 und ausgangsseitig mit dem Einlaßventil 8 verbunden. Zur Funktion der Bremsanlage wird auf die Funktionsbeschreibung zu Fig. 1 und verwiesen.
Durch die Aufteilung der Bremsanlage in drei getrennte Bremskreise wird ein sehr hoher Grad an Sicherheit erreicht. Fällt einer der Vorderradbremskreise aus, so bleibt der andere Vorderradbremskreis sowie der Hinterachsbremskreis voll funktionsfähig. Bei Ausfall der Hilfskraft bleiben beide Vorderradbremsen funktionsfähig.
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Selbstverständlich kann der dynamische Hinterachsbremskreis durch einen statischen Bremskreis ersetzt werden, wobei in diesen Bremskreis ebenfalls eine Vorrichtung, wie zu Fig. 1 oder 2 beschrieben, eingesetzt werden kann.
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Claims (2)

  1. ALFRED TEVES GMBH 2. März 1979
    Frankfurt am Main ZL/Ri/Zi
    P 4725
    J. Beiart - 144
    Patentansprüche
    Vorrichtung für hydraulische Bremssysteme mit Blockierregelung, welche einen in einer Bohrung dichtend verschiebbaren Kolben hat, der einerseits einen mit einem Hauptzylinder verbundenen Einlaß-* raum und andererseits einen mit mindestens einem Radzylinder verbundenen Auslaßraum begrenzt und einen durch ein Ventilglied verschließbaren, deh Einlaßraum mit dem Auslaßraum verbindenden Durchgang hat, wobei das Ventilglied in der Endstellung des Kolbens, in welcher der Auslaßraum sein kleinstes Volumen hat, mechanisch in Offenstellung gehalten wird und bei welcher der Kolben mittels eines,einen Steuerraum begrenzenden Steuerkolbens zur Vergrößerung des Auslaßraumes verschiebbar ist und ein als Stufenkolben ausgebildeter Reaktionskolben den Einlaßraum begrenzt, wobei die kleinere Beaufschiagungsfläche des Reaktionskolbens dem Einlaßraum zugewandt ist und die größere Beaufschlagungsfläche einen Reaktionsraum begrenzt, welcher unmittelbar an einen Druckmittelspexcher angeschlossen ist, dadurch g e ~ kenn ζ e ichne t, daß der Steuerkolben (13) auf der Einlaßraumseite des Kolbens (12) angeordnet und mit diesem mittels eines Kolbenschaftes (14) verbunden ist, der Steuerkolben (13) den Reaktiöns* raum (22) begrenzt und eine in dem Steuefraum (23) angeordnete Feder (24) den Steuerkolben (19) und den Kolben (12) in Richtung auf den Auslaßraum (16) vorspannt, und daß der Reaktionskolben (15) auf dem
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    Kolbenschaft (14) und gegenüber diesem verschiebbar angeordnet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Verhältnis der dem Reaktionsraum (22) zugewandten Beaufschlagungsfläche zu der dem Einlaßraum (18) zugewandten Beaufschlagungsfläche des Reaktionskolbens (15) dem Verhältnis des normalen Druckes vom Druckspeicher (4) zum höchst zulässigen Bremsdruck entspricht.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionskolben (15) eine dritte Beaufschlagungsfläche hat, die einen Ringraum (34) begrenzt, der mittels einer Rücklaufleitung mit einem drucklosen Vorratsbehälter (2) verbunden ist, wobei diese Verbindung durch ein erstes Ventil (27) verschließbar und der Ringraum (34) mit dem Reaktionsraum (22) durch ein zweites Ventil (32) verbindbar ist, wobei die Ventile (27, 32) von der Kolbenstangenbewegung derart gesteuert werden, daß stets eines der Ventile geschlossen und eines geöffnet ist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionskolben (15) zum Reaktionsraum (22) hin eine koaxiale Öffnung (25) aufweist, deren innenliegendes Ende durch einen Druckmitteldurchgang (29, 30) mit der Rücklauflei-
    tung verbunden ist und^äie Öffnung (25) eine auf dem Kolbenstangenschaft verschiebbare Hülse (26) eingreift, welche eine kegelige Erweiterung hat, die gemeinsam mit dem reaktionskammerseitigen Ende der öffnung (25) das zweite Ventil (32) bildet und deren einlaßkammerseitige Stirnfläche
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    gemeinsam mit einem Bund (28) des Kolbenschaftes (14) das erste Ventil (27) bildet, und das zwischen der Hülse (28) und dem Steuerkolben (13) eine Feder (35) angeordnet ist und in den Teil der koaxialen Öffnung (25) zwischen den Ventilen (27,
    32) ein in den Ringraum (34) führender Druckmittelkanal (33) mündet.
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