DE2942980C2

DE2942980C2 - Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse

Info

Publication number: DE2942980C2
Application number: DE2942980A
Authority: DE
Inventors: Juan 6083 Walldorf Belart
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1979-10-24
Filing date: 1979-10-24
Publication date: 1987-02-26
Also published as: JPS5675245A; DE2942980A1; JPS6324853B2; GB2060798A; FR2467752B1; GB2060798B; IT1133976B; FR2467752A1; IT8025493A0; US4354714A

Description

Die Erfindung betrifft eine blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine derartige Anordnung ist aus der DE-OS 24 43 545 bekannt. Der Kolben eines Hauptzylinders trennt den Druckraum des Hauptzylinders von einem Druckmittelraum, der vom Volumenstrom des hydraulischen Bremskraftverstärkers mit unter Druck stehendem Druckmittel gespeist ist. Axiale Bohrungen im Hauptzylinderkolben verbinden den Druckmittelraum mit dem Druckraum, die Bohrungen werden jedoch von der Manschette des Hauptzylinderkolbens im Druckraum abgedeckt. Auf diese Weise entsteht die Wirkung eines Rückschlagventils, das ausschließlich einen Volumenstrom vom Druckmittelraum in den Druckraum des Hauptzylinders erlaubt und in Gegenrichtung die Verbindung sperrt. Bei einer normalen Bremsung wird sich im Druckraum ein gleicher Druck aufbauen wie im Druckmittelraum, so daß kein Volumenstrom durch die axialen Bohrungen erfolgt. Greift jedoch die Bremsschlupfregelanlage ein und senkt den Druck in einem Radzylinder, um nach erfolgter Druckabsenkung den Radzylinder wieder an den Hauptzylinder auszuschließen, so wird kurzzeitig nach dem Anschließen an den Druckraum der Druck im Druckraum geringfügig kleiner sein als im Druckmittelraum. Druckmittel wird sofort durch die axialen Bohrungen nachströmen, so daß kein Erschöpfen des Volumens im Druckraum erfolgen kann.
Ein derartiges Bremssystem beansprucht jedoch über Gebühr die Manschette des Hauptzylinderkolbens.
Aus der DE-OS 27 45 354 ist ein Bremssystem mit Blockierschutz bekanntgeworden, das zum Ausgleich des Druckmittelverlustes in ähnlicher Weise arbeitet. Das Druckmittel fließt durch eine Bohrung in einem Schwimmkolben, die durch eine Lippendichtung ventilartig verschlossen ist, in den Druckraum. Auch hier ist daher die Dichtung über Gebühr beansprucht. Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Vorrichtung erfolgt die Zufuhr des Druckmittels über ein Druckreduzierventil und kann erst dann erfolgen, wenn der Druckstangenkolben um eine bestimmte Weglänge verschoben worden ist.
Beiden Vorrichtungen ist gemeinsam, daß der Ausgleich des Druckmittelverlustes erst dann erfolgt, wenn eine Druckdifferenz zwischen Druckraum und der geregelten Hilfsdruck-Versorgung vorliegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventilanordnung zu schaffen, die abhängig von dem aus den Radzylindern abgelassenen Druckmittelvolumen dem Druckraum des Hauptzylinders ein zusätzliches Volumen zur Verfügung stellt, so daß sich das Volumen des Hauptzylinders nicht erschöpfen kann.
Die Manschette des Hauptzylinderkolbens soll dabei keinen zusätzlichen Belastungen ausgesetzt sein.
Weiterhin soll bei einer besonderen Ausführungsform die Dichtigkeit der Manschette des Hauptzylinderkolbens meß- und prüfbar sein.
Die Fahrzeugbremse soll schließlich so ausgebildet sein, daß bei Erreichen eines bestimmten Bremsdruckes der Druck der Hilfskrafteinrichtung ungemindert den Druckraum beaufschlagt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Durch diese Ausführung ist sichergestellt, daß der Hauptzylinderkolben auch bei einer Regelung durch die Bremsschlupfregelanlage nicht verschoben wird, da bereits beim Ablassen des Bremsdruckes aus den Radzylindern der Druckraum des Hauptzylinders an den Volumenstrom des hydraulischen Bremskraftverstärkers angeschlossen wird. Die Manschette des Hauptzylinderkolbens wird daher nicht unzulässig belastet, da sie keine mechanischen Bewegungen ausführen muß.
Eine besonders günstige Ausgestaltung ist dadurch gegeben, daß die vom Druck im Druckraum des Hauptzylinders im Öffnungssinn beaufschlagte Wirkfläche des Ventilkörpers der Ventileinrichtung größer bemessen ist, als die Summe der von den Drücken in den Radzylindern beaufschlagten Wirkflächen, so daß bei Erreichen eines bestimmten Druckes im Druckraum die Ventilanordnung den Durchlaß von der Leitung zum Druckraum hin öffnet. Somit wird der Druckraum unmittelbar an den Volumenstrom angeschlossen, so daß die weitere Bremskrafterhöhung nicht mehr durch Verschieben des Hauptzylinderkolbens, sondern durch Einsteuerung von unter Druck stehendem Druckmittel erfolgt. Dies hat den Vorteil, daß der Bremspedalweg ohne Einbuße an Bremskraft begrenzt werden kann. Es ergeben sich somit einbaubedingte Vorteile.
Wird ab dem bestimmten Druckpegel der Verstärkerkolben des hydraulischen Bremskraftverstärkers in Betätigungsrichtung unverschiebbar festgelegt, so ist die Endstellung des Bremspedals definiert, der hydraulische Bremskraftverstärker wird voll ausgesteuert. Eine günstige Ausführung wird dadurch gegeben, daß der Verstärkerkolben hydraulisch festgelegt wird, indem ein durch den Druck des Volumenstromes betätigtes Ventil einen Druckmittelraum absperrt, dessen Volumen bei Bewegung des Verstärkerkolbens in Betätigungsrichtung verkleinert wird. Das abgesperrte Volumen im Druckmittelraum kann nicht komprimiert werden, so daß der Verstärkerkolben hydraulisch festgelegt ist. Damit am Bremspedal selbst bei festgelegtem Verstärkerkolben noch ein Pedalfeeling spürbar wird, ist der Betätigungsstange des hydraulischen Bremskraftverstärkers ein Weg/Kraft-Simulator zugeordnet. Eine günstige Ausführung ist gegeben, indem der Weg/Kraft-Simulator ein geschichtetes Telllerfederpaket ist, das vom Kernkolben durchdrungen wird und das zwischen Kernkolben und dem den Bremskraftvertärker betätigenden Teilkolben wirkt. Ein weiteres Verschieben des Kernkolbens kann nur unter großer Kraft gegen den anstehenden Druck auf den Kernkolben erfolgen. Bei dieser großen Kraft wird das Tellerfederpaket um einen Weg zusammengedrückt, so daß am Bremspedal eben dieser Weg spürbar wird. Um den Teilkolben und den Kernkolben in ihrer Beweglichkeit axial zueinander zu begrenzen, sind sie über eine Totgangkupplung miteinander verbunden.
Vorteilhafterweise wird die Ventilanordnung von einem Kolben gebildet, der mittels einer Feder dichtend gegen einen Ventilsitz gehalten ist, eine erste Stirnseite des Kolbens vom Druckmittel des Druckraums im Sinne eines Öffnens der Ventilanordnung kraftbeaufschlagt ist und eine zweite Stirnseite des Kolbens vom Druck in den Radzylindern im Sinne eines Schließens der Ventilanordnung druckbeaufschlagt ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Ventilanordnung sofort den Volumenstrom zum Druckraum freigeben, wenn in einem Radzylinder der Druck unter eine bestimmte Druckdifferenz abgesunken ist.
Um bei ausgefallenem Volumenstrom ein Entleeren des Druckraumes zu verhindern, wird der Volumenstrom durch ein sich nur zum Druckraum öffnendes Rückschlagventil geführt.
Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Ventilanordnung ist durch einen mehrfach gestuften Kolben gegeben, dessen erste Ringfläche vom Druck eines ersten Radzylinders und eine zweite Ringfläche vom Druck eines zweiten Radzylinders im Sinne eines Schließens der Ventilanordnung druckbeaufschlagt ist, während eine dritte, der ersten und zweiten Ringfläche gegenüberliegende Ringfläche vom Druck des Druckraumes im Sinne eines Öffnens der Ventilanordnung druckbeaufschlagt ist. Um eine derartige Drucksteuerung eines Kolbens von anderen auf den Kolben wirkende Drücke möglichst unabhängig zu machen, ist die wirksame Fläche der ersten plus der zweiten Ringfläche gleich der druckwirksamen Fläche der dritten Ringfläche gewählt.
So kann unabhängig vom Drucksteuerungsverhalten die Kernfläche des Stufenkolbens vom Druck des Druckraumes gegen den Druck der Feder beaufschlagt werden und die der Kernfläche entgegengesetzte Stirnseite dem atmosphärischen Druck ausgesetzt werden. So ist nur durch die Größe der Kernfläche die aufzubringende Kraft bestimmt, die ein Verschieben des Kolbens für einen ständigen Volumenstrom in den Druckraum gewährleistet. Durch die Federkraft kann der Druckschaltpunkt bestimmt werden, ab dem der Druckraum an den Volumenstrom angeschlossen ist. Um einen plötzlichen Druckstoß im Druckraum des Hauptzylinders zu vermeiden, wird der Volumenstrom dem Druckpegel im Druckraum angepaßt. Dies kann am einfachsten dadurch geschehen, daß der Volumenstrom gleich dem geregelten Druckmittelstrom des hydraulischen Bremskraftverstärkers ist.
Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Ventilanordnung ist dadurch gegeben, daß der die Kernfläche bildende Abschnitt des Kolbens in einem Raum endet, der mit dem Volumenstrom in Verbindung steht, wobei die Stirnseite des Abschnittes, als Ventilkegel ausgebildet, eine ventilsitzbildende Öffnung zum Druckraum verschließt. Weist der Ventilkegel eine axiale Bohrung auf, die den durch die dritte Ringfläche begrenzten Steuerraum mit dem Druckraum verbindet, so können schwierig einzubringende Bohrungen im Gehäuse bzw. Leitungen zur Verbindung des Druckraumes mit dem Steuerraum eingespart werden.
Bei einem derartigen Bremssystem ist es möglich, daß der Manschettendichtung des Hauptzylinderkolbens eine Warnvorrichtung zugeordnet ist, die bei einem Druckaufbau innerhalb ihres Innenraums eine Warnanzeige auslöst. Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung ist gegeben, indem eine Öffnung des im Innenraum dicht liegenden Kolbens bei starker Druckmittelströmung vom Druckraum zum Behälter durch eine gummiartige Lamelle druckmitteldicht verschlossen wird. Eine derartige Einrichtung stellt sicher, daß jederzeit Druckmittel vom Behälter in den Druckraum nachfließen kann, da die Lamelle in dieser Richtung die Öffnung freigibt.
Eine erfindungsgemäße Ausführung des Bremssystems ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 den Schnitt durch einen Hauptzylinder eines erfindungsgemäßen Bremssystems,
Fig. 2 den Druck im Druckraum in Abhängigkeit der Pedalkraft.
Mit 1 ist in Fig. 1 das Gehäuse des Hauptzylinders bezeichnet, mit 2 der Hauptzylinderkolben. Der dem Hauptzylinder vorgeschaltete Bremskraftverstärker besteht aus einem Verstärkerkolben 3 und einem Kernkolben 4. Der Kernkolben gleitet in einer koaxialen Bohrung 15 des Verstärkerkolbens, wobei ungefähr in der Mitte der Bohrung eine Dichtung 14 den Kernkolben dichtend umschließt. Der Kernkolben wird mittels eines aus dem Gehäuse herausragenden Teilkolbens 5, der mit dem nicht dargestellten Bremspedal verbunden ist, gesteuert, wobei sich der Teilkolben mittels eines axial geschichteten Tellerfederpakets 6, das zwischen dem Teilkolben 5 und einem Bund 7 des Kernkolbens wirkt, am Kernkolben abstützt. Hierbei wird das Tellerfederpaket 6 vom Kernkolben 4 durchdrungen. Der Kernkolben und der Teilkolben sind mittels einer Totgangkupplung miteinander mechanisch verbunden, so daß die Kolben relativ zueinander axial begrenzt beweglich sind.
Der Verstärkerkolben 3 zeigt über seinen Umfang zwei umlaufende Nuten 8, 9, die jeweils durch Dichtungen 10 rechts und links der Nuten von den übrigen Räumen druckmitteldicht getrennt werden.
Der erste zwischen der Nut 8 und dem Gehäuse 1 entstehende Raum wird als Einlaßraum 11 genutzt. Der zweite durch die Nut 9 und das Gehäuse 1 begrenzte Raum wird durch einen vom Gehäuse vorragenden Vorsprung 12, der druckmitteldicht mittels einer Dichtung 13 am Boden der Nut 9 anliegt, in zwei Teilräume unterteilt, den Verstärkerraum 16 und einen Druckmittelraum 17. Der Druckmittelraum 17 steht über Bohrungen 18, 19 mit einem drucklosen Behälter 20 in Verbindung. Die dem Tellerfederpaket zugewandte Stirnseite des Verstärkerkolbens 3 liegt an einem Anschlag 21, der in der Gehäusewand eingebracht ist. Der durch das Gehäuse 1 und den Verstärkerkolben 3 begrenzte Raum 22 ist über die Bohrung 23 ebenfalls an den drucklosen Behälter 20 angeschlossen.
Der Einlaßraum 11 steht über den Anschluß 24 mit einem Druckmittelspeicher 25 in Verbindung. Der Druckmittelspeicher wird von einer Pumpe 26 gespeist, die Druckmittel aus dem drucklosen Behälter 20 unter hohem Druck in den Speicher füllt. Die Ventilanordnung 27 kontrolliert den Druck im Speicher und schaltet die Pumpe 26 nach Erreichen eines bestimmten Druckpegels ab oder leitet das überschüssige Druckmittel zurück zum Behälter 20.
Der Verstärkerkolben zeigt eine radiale Bohrung 28, die den Einlaßraum 11 mit der Bohrung 15 im Verstärkerkolben verbindet. In der gezeigten Stellung ist die Bohrung 28 durch den Kernkolben verschlossen, so daß das unter Druck stehende Druckmittel nicht in andere Räume gelangen kann.
Der Kernkolben 4 weist eine axiale Bohrung 33 und radiale Bohrungen 34, 35 auf, die einen Zwischenraum 31 mit dem Innenraum der Bohrung 15 verbinden. Über die Bohrung 30 ist der Zwischenraum 31 mit einem Verstärkerraum 16 verbunden. In der gezeichneten Stellung der Kolben steht die Bohrung 15 über die Öffnung 36 mit dem drucklosen Raum 37 in Verbindung, der durch den Verstärkerkolben 3 und den Hauptzylinderkolben 2 begrenzt ist. Der drucklose Raum 37 ist am Behälter 20 angeschlossen.
Eine Feder 39, die in Anlage am Verstärkerkolben 3 im drucklosen Raum 37 liegt und sich gegen einen Anschlag 38 im Gehäuse 1 abstützt, definiert die gezeichnete Ruhestellung des Verstärkerkolbens.
Eine andere Feder 32, die im Zwischenraum 31 liegt, wirkt zwischen Verstärkerkolben 3 und Kernkolben 4. Sie hält so den Kernkolben 4 in der gezeichneten Ruhelage.
Parallel zum Verstärkerkolben liegt im Gehäuse 1 ein Ventil 40 in einem Ventilraum 41, der zwischen der Bohrung 18 und der Bohrung 19 vorgesehen ist. Das Ventil, das als Kolben ausgebildet ist, gleitet druckmitteldicht in einer Bohrung 43, die vom Anschluß 29 des Verstärkerraumes 16 zum Ventilraum 41 führt. Der Ventilkopf des Kolbens wird bei hohem Druck im Verstärkerraum gegen die Kraft der Ventilfeder 42 druckmitteldicht gegen die in den Ventilraum 41 mündende Bohrung 19 gepreßt. Da bei Bewegung des Verstärkerkolbens 3 in Betätigungsrichtung 44 das Volumen des Druckmittelraumes 17 verringert wird, kann der Verstärkerkolben bei nun druckmitteldicht abgeschlossenem Druckmittelraum nicht mehr in Betätigungsrichtung 44 bewegt werden. Der Verstärkerkolben ist hydraulisch verriegelt.
Der Verstärkerkolben wirkt direkt auf den Hauptzylinderkolben 2, der durch eine Rückstellfeder 45 am Verstärkerkolben in Anlage gehalten ist. Senkrecht zur Betätigungsrichtung 44 des Hauptzylinderkolbens 2 ist ein mehrfach gestufter Kolben vorgesehen, dessen jeweiliger Teilabschnitt dichtend im Gehäuse 1 gleitet. Der Kolben ist an seinem dem Druckraum zugewandten Ende 48 als Ventilkegel 46 ausgebildet, der mittels einer Feder 47 gegen eine als Ventilsitz ausgebildete Öffnung 49 zum Druckraum 50 dichtend gehalten ist. Der Raum 51, in dem der Ventilkopf sich bewegt, ist so druckmitteldicht gegen die anderen Räume abgeschlossen und steht über den Anschluß 52 und die Leitungen 53 und 54 mit dem gesteuerten Volumenstrom des Bremskraftverstärkers in Verbindung.
In der Leitung 53 ist ein zum Druckraum sich öffnendes Rückschlagventil vorgesehen, das den Druckraum 50 bei Leckage des Bremskraftverstärkerskreises vor Volumenverlusten schützen soll.
Dem Raum 51 nachgeordnet ist ein nächster Druckraum, der durch den im Durchmesser am größten ausgebildeten Abschnitt 56 des Kolbens 55 in einen Steuerraum 59 und einen Steuerraum 60 aufgeteilt ist.
Der Steuerraum 59 steht über die Bohrung 62, die axial durch den Ventilkopf verläuft, mit dem Druckraum 50 des Hauptzylinders in Verbindung.
Der Steuerraum 60 ist über den Anschluß 63 vom Druck eines Radzylinders beaufschlagt, der durch den Druckraum 50 über ein Ventil 66 gespeist wird.
Dem Steuerraum 60 schließt sich der Steuerraum 61 an, der durch den kleineren Abschnitt 57 des Kolbens 55 und das Gehäuse 1 begrenzt ist. Über einen Anschluß 68 steht der Steuerraum 61 mit dem Druck eines anderen Radzylinders in Verbindung, der über ein Ventil 64 ebenfalls vom Druckraum 50 gespeist ist.
Der Abschnitt 57 des Kolbens endet in einem Kernabschnitt 58, dessen Stirnfläche dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist.
Die im Steuerraum 59 wirkende Ringfläche 69 des Kolbens entspricht der im Steuerraum 60 wirkenden Ringfläche 70 plus der im Steuerraum 61 wirkenden Ringfläche 71.
Zusätzlich zu den Ringflächen ist die Kernfläche 62 vom Druck des Druckraumes 50 beaufschlagt. Die Kraft auf die Kernfläche muß größer als die Federkraft der Feder 47 sein, um den Kolben bleibend zu verschieben und die Öffnung 49 offen zu halten.
Die Radzylinder der Vorderachse sind am Druckraum 50 angeschlossen, wobei jedem Radzylinder ein stromlos offenes Ventil 64, 66 zugeordnet ist, das Volumenstrom vom Druckraum absperren kann. Weiterhin ist je ein stromlos geschlossenes Ventil 65, 67 vorgesehen, so daß bei abgesperrtem Ventil 64, 66 und offenem Ventil 65, 67 Druckmittel aus den Radzylindern entweichen kann. Dieses Druckmittel wird dem Behälter 20 rückgeführt.
Wesentlich hierbei ist, daß der Steuerraum 60, 61 direkt mit den Radzylindern in Verbindung steht, so daß ein Absinken des Druckes in den Radzylindern ein Absinken des Druckes in den zugeordneten Steuerraum zur Folge hat.
Die Radzylinder der Hinterachse stehen direkt mit dem geregelten Volumenstrom des Bremskraftverstärkers in Verbindung und fallen bei der Beschreibung der Funktionsweise außer Betracht. Ihnen ist ebenfalls eine Ventilanordnung 73, 74 zugeordnet, die nach Steuerungsbefehlen einer Bremsschlupfregelanlage den Druck in den Radzylindern steuert.
Der Manschette 84 des Hauptzylinderkolbens 2 ist eine Warnvorrichtung 75 zugeordnet. In einem im Gehäuse 1 eingebrachten abgesonderten Raum 76 liegt ein Kolben 77, der von einer Feder 78 dicht gegen einen Ventilsitz 81 gedrückt wird. Der Kolben zeigt eine kleine Öffnung 80, vor der eine gummiartige Lamelle 86 angeordnet ist, die durch eine Kante 79 in geringem Abstand von der Öffnung 80 gehalten ist, so daß ein langsam strömendes Druckmittel die Öffnung in beiden Richtungen passieren kann.
Der Raum 76 steht mit dem drucklosen Behälter 20 in Verbindung, eine Schnüffelöffnung 89 verbindet den Raum 76 und den Druckraum 50, eine weitere Öffnung 82 verbindet den Raum 76 mit dem Leckageraum 83, der hinter der Manschettendichtung 84 des Hauptzylinderkolbens 2 angeordnet ist. Der Leckageraum 83 ist über Längbohrungen 85 mit dem Druckraum 50 verbunden, die Manschettendichtung verschließt jedoch die Bohrung 85 im Druckraum 50, so daß bei intakter Manschette 84 kein Druckmittel vom Druckraum in den Leckageraum gelangen kann.
Zeigt die Manschette 84 Undichtigkeiten, so wird bei Betätigen des Hauptzylinderkolbens 2 unter hohem Druck stehendes Druckmittel durch die Bohrungen 85 in den Leckageraum 83 und von dort in den unteren Teil des Raumes 76 strömen. Das Druckmittel ist bestrebt, durch die Öffnung 80 in einen drucklosen Raum zu gelangen. Da die Volumenströmung sehr stark ist, wird sich die gummiartige Lamelle vor die Öffnung 80 legen und diese druckmitteldicht verschließen, so daß sich unterhalb des Kolbens 77 im Raum 76ein Druck aufbauen wird. Dieser Druck wird eine druckempfindliche Warnanzeige 88 zum Ansprechen bringen. Der Ausfall der Manschette ist somit angezeigt.
Das hydraulische Bremssystem arbeitet wie folgt:
Wird der Kernkolben relativ zum Verstärkerkolben verschoben, so wird die Öffnung 36 verschlossen, die radiale Bohrung 28 im Verstärkerkolben kommt über der radialen Bohrung 34 im Kernkolben zu liegen. Druckmittel kann nun aus dem Einlaßraum 11 und die im Verstärkerkolben und im Kernkolben angeordneten Bohrungen in den Zwischenraum 31 und den Verstärkerraum 16 gelangen. Vom Verstärkerraum 16 gelangt das Druckmittel über den Anschluß 29 und die Leitung 54 direkt zu den Radzylindern der Hinterachse.
Der in den Verstärkerraum eingesteuerte Druck wirkt ebenfalls auf die Ringfläche des Verstärkerkolbens, so daß die auf die Ringfläche resultierende Druckkraft direkt auf den in Anlage an den Verstärkerkolben gehaltenen Hauptzylinderkolben 2 wirkt. Dieser wird sich verschieben, die Manschettendichtung 84 wird die Schnüffelbohrung 89 überfahren und im Druckraum 50 wird sich ein Druck aufbauen.
Über den Anschluß 90 wird sich der Druck im Druckraum 50 zu den Radzylindern der Vorderachse fortpflanzen. Somit wird sich dieser Druck gleichzeitig in den Steuerräumen 60 und 61 aufbauen. Die Ringflächen 70 und 71 sind so in Schließrichtung druckbeaufschlagt, die Ringfläche 69 im Steuerraum 59 ist in Öffnungsrichtung vom Druck des Druckraumes beaufschlagt. Aufgrund der geometrischen Abmessungen heben sich die Kraftwirkungen auf den Kolben 55 auf.
Der Ventilkegel 46 ist im Raum 51 weitgehend druckausgeglichen, so daß der im Raum 51 anstehende Druck des Volumenstroms keine Kraftauswirkung auf den Kolben 55 hat. Wird eine Kraftbeaufschlagung gewünscht, so muß die Öffnung 49 so dimensioniert werden, daß der Ventilkolben 46 eine vom Druck des Raumes 51 beaufschlagte Ringfläche aufweist.
Die Kernfläche 72 des Ventilkegels 46, die durch die Öffnung 49 zum Druckraum bestimmt ist, wird vom Druck des Druckraums 50 gegen die Kraft der Feder 47 druckbeaufschlagt. Ab einem bestimmten Druck wird die Kraft auf den Kolben 55 so groß, daß dieser gegen die Kraft der Feder verschoben werden kann und der Ventilkegel 46 die Öffnung 49 freigibt. Der Volumenstrom des hydraulischen Bremskraftverstärkers steht nun direkt mit dem Druckraum 50 in Verbindung. Der statische Bremskreis wurde zum dynamischen Bremskreis umgeschaltet.
Um eine echte dynamische Bremskraftregelung mit Bremsregelventil zu erhalten, wird bei auf den Druckraum aufgeschaltetem Volumenstrom der Verstärkerkolben des Bremskraftverstärkers festgelegt. Dies geschieht durch ein Ventil 40, das vom Druck des Volumenstromes gegen eine Feder 42 geschlossen wird und so den Druckmittelraum 17 abschließt. Da bei einer Bewegung des Verstärkerkolbens 3 in Betätigungsrichtung 44 dieser Druckmittelraum verkleinert werden muß, ist der Verstärkerkolben 3 bei abgeschlossenem Druckmittelraum 17 in Betätigungsrichtung 44 nicht weiter zu bewegen, da das abgeschlossene Volumen inkompressibel ist. Der Verstärkerkolben ist in Betätigungsrichtung hydraulisch festgelegt.
Der Schaltpunkt des Ventils 40 ist auf den schaltenden Druckpegel im Druckraum 50 abgestimmt, so daß die Umschaltung auf das dynamische Bremssystem und die Festlegung des Verstärkerkolbens 3 gleichzeitig erfolgen.
Bei stehendem Verstärkerkolben wirkt der Kernkolben nur noch als Bremsregelsystem. Der auf die Stirnfläche des Kernkolbens in der Bohrung 15 wirkende Druck des dynamischen Kreises wirkt über das Tellerfederpaket 6 und den Teilkolben 5 auf das nicht dargestellte Bremspedal. Das Tellerfederpaket 6 wird ab einer bestimmten Kraft, die auf den Schaltpunkt des Ventils 40 abgestimmt ist, zusammengedrückt, so daß das Tellerfederpaket als echter Wegkraftsimulator für das Bremspedal wirkt. Die Auslegung des Tellerfederpaketes 6 ist so gewählt, daß der Weg/Kraft-Simulator erst dann in Wirkung tritt, wenn der Verstärkerkolben 3 festgelegt ist und der Kernkolben als Bremsregelventil arbeitet.
Im Falle einer Regelung durch die Bremsschlupfregelanlage wird, im Betriebsfalle unterhalb des umschaltenden Druckpegels im Druckraum 50, folgende Funktionsweise des Kolbens 55 in Aktion treten. Wird in einem dem Druckraum 50 zugeordneten Radzylinder der Druck abgesenkt (z. B. Ventil 64 geschlossen, Ventil 65 geöffnet), so wird der Druckabfall sich auch im entsprechenden Steuerraum (z. B. 61) auswirken. Die Kraft auf die zugeordnete Ringfläche (71) wird geringer, so daß die Kraft auf die Ringfläche 69 den Kolben gegen die noch wirkende Federkraft der Feder 47 verschiebt und den Volumenstrom dem Druckraum 50 aufschaltet.
Wird im entsprechenden Radzylinder der Druck wieder aufgebaut (Ventil 64 offen, Ventil 65 geschlossen), so wird das dazu benötigte Volumen über den Druckraum 50 vom Volumenstrom aufgebracht. Die Stellung des Hauptzylinderkolbens 2 wird sich dabei in seiner Lage nicht ändern. Ist der Druck in dem Radzylinder wieder auf den Druck im Druckraum 50 des Hauptzylinders angewachsen, so wird die Summe der Kräfte auf die Ringflächen 69, 70, 71 zu Null, der Kolben wird durch die Kraft der Feder 47 wieder verschoben und die Öffnung 49 wird geschlossen. Der statische Bremskreis ist wieder hergestellt.
Diese Funktionsweise stellt sicher, daß unabhänig vom Druckpegel im Druckraum 50 des Hauptzylinders sich das Volumen des Druckraumes 50 nicht erschöpfen kann.
Bei Ausfall des Volumenstromes ist die volle Funktionsweise des statischen Hauptzylinderbremskreises sichergestellt. Die Bremsschlupfregelanlage schaltet die Energiezufuhr zu den Ventilen ab und diese werden ihre stromlose Grundstellung einnehmen, in der sie die Radzylinder an den statischen Bremskreis anschließen. Selbst wenn sich der Kolben 55 bei Erreichen des umschaltenden Druckpegels im Druckraum 50 verschiebt und die Öffnung 49 freigibt, kann aufgrund des Rückschlagventils 87 kein Volumenverlust im Druckraum 50 des Hauptzylinders auftreten.
In Fig. 2 ist im Diagramm der Druckverlauf P über K, S im Druckraum 50 wiedergegeben. Bis zum Punkt K 1 wird der Druck P 1 vom Bremspedal, bzw. vom Bremskraftverstärker aufgebaut. Ab dem Druck P 1 wird der vom Bremspedal gesteuerte Volumenstrom direkt in den Druckraum geleitet, so daß sich bei geringerem Pedalweg S am Bremspedal unter verhältnismäßig geringerem Kraftaufwand K ein sehr hoher Druck aufbauen läßt. Bei einer Regelung durch die Bremsschlupfregelanlage ist sichergestellt, daß einerseits der Druck im Druckraum so nicht abfallen kann, der Hauptzylinderkolben 2 wird sich also nicht bewegen, das Bremspedal bleibt stehen, andererseits steht genügend Volumen für eine Regelung zur Verfügung.

Claims

1. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremsanlage, enthaltend einen pedalbetätigten hydraulichen Verstärker mit einem Hauptzylinder, an den über Druckmittelleitungen Radbremsen angeschlossen sind, ein hydraulisches Hilfsdruck- Versorgungssystem mit einer Hydraulikpumpe, mit einem Druckausgleichs- und Druckmittel-Vorratsbehälter, sowie Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupfregelung in die Druckmittelleitungen eingefügte elektromagnetisch betätigbare Ventile steuerbar sind, welche durch Auslassen von Bremsflüssigkeit den Bremsdruck absenken, und eine Ventilanordnung, die einen Volumenstrom von einer Druckmittelquelle zum Druckraum des Hauptzylinders steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (46, 47, 48, 55, 57) in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz, die zwischen dem Druck im Druckraum (50) und dem Druck in den dem Druckraum (50) zugeordneten Radzylindern auftritt, geöffnet wird, wobei der Druck in den Radzylindern den Druck im Druckraum (50) unterschreiten muß und wobei die Ventilanordnung (46, 47, 48, 55, 57) über einen Druckmittelweg mit den Radzylindern über eine Druckmittelleitung (53) an den Verstärkerraum (16) und über einen Durchlaß an den Druckraum (50) angeschlossen ist.

2. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Druck im Druckraum (50) des Hauptzylinders im Öffnungssinn beaufschlagte Wirkfläche des Ventilkörpers der Ventileinrichtung (46, 47, 48, 55, 57) größer bemessen ist, als die Summe der von den Drücken in den Radzylindern beaufschlagten Wirkflächen (70, 71), so daß bei Erreichen eines bestimmten Druckes im Druckraum (50) die Ventilanordnung den Durchlaß von der Leitung (53) zum Druckraum (50) hin öffnet.

3. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ab dem Druckpegel im Druckraum (50) der Verstärkerkolben (3) des hydraulischen Bremskraftverstärkers in Betätigungsrichtung (44) unverschiebbar festgelegt ist.

4. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkolben (3) hydraulisch festgelegt wird, indem ein durch den Druck des Volumenstromes betätigtes Ventil (40) einen Druckmittelraum (17) absperrt, dessen Volumen bei Bewegung des Verstärkerkolbens (3) in Betätigungsrichtung (44) verkleinert wird.

5. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstange (5) des hydraulischen Bremskraftverstärkers ein Weg/Kraft-Simulator (6) zugeordnet ist.

6. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg/Kraft-Simulator ein geschichtetes Tellerfederpaket (6) ist, das vom Kernkolben (4) durchdrungen wird und das zwischen Kernkolben und dem den Bremskraftverstärker betätigenden Teilkolben (5) wirkt.

7. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilkolben (5) mit dem Kernkolben (4) über eine Totgangkupplung verbunden ist.

8. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung von einem Kolben (55) gebildet ist, der mittels einer Feder (47) dichtend gegen einen Ventilsitz (49) gehalten ist, eine erste Stirnseite (69, 72) des Kolbens (55) vom Druckmittel des Druckraumes (50) im Sinne eines Öffnens der Ventilanordnung kraftbeaufschlagt ist und eine zweite Stirnseite (70, 71) des Kolbens (55) vom Druck in den Radzylindern im Sinne eines Schließens der Ventilanordnung druckbeaufschlagt ist.

9. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom durch ein sich zum Druckraum (50) öffnendes Rückschlagventil (87) strömt.

10. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Ringfläche (70) vom Druck eines ersten Radzylinders und eine zweite Ringfläche (71) vom Druck eines zweiten Radzylinders im Sinne eines Schließens der Ventilanordnung druckbeaufschlagt ist, während eine dritte, der ersten und zweiten Ringfläche (70, 71) gegenüberliegende Ringfläche (6) vom Druck des Druckraumes (50) im Sinne eines Öffnens der Ventilanordnung druckbeaufschlagt ist.

11. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die druckwirksame Fläche der ersten und der zweiten Ringfläche (70, 71) gleich der druckwirksamen Fläche der dritten Ringflächen (69) ist.

12. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernfläche (72) des Stufenkolbens (55) vom Druck des Druckraumes (50) gegen den Druck der Feder (47) beaufschlagt ist und die der Kernfläche (72) entgegengesetzte Stirnfläche dem atmosphärischen Druck ausgesetzt ist.

13. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft den Druckschaltpunkt bestimmt, ab dem der Druckraum (50) an den Volumenstrom angeschlossen ist.

14. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom dem Druckpegel im Druckraum (50) angepaßt ist.

15. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom gleich dem geregelten Druckmittelstrom des hydraulischen Bremskraftverstärkers ist.

16. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kernfläche (72) bildende Abschnitt (48) des Kolbens (55) in einem Raum (1) endet, der mit dem Volumenstrom in Verbindung steht, wobei die Stirnseite (72) des Abschnitts als Ventilkegel (46) ausgebildet ist, die die als Ventilsitz ausgebildete Öffnung I (9) zum Druckraum (50) verschließt.

17. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 12 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (46) eine axiale Bohrung (62) aufweist, die den durch die dritte Ringfläche (69) begrenzten Steuerraum (59) mit dem Druckraum (50) verbindet.

18. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Manschettendichtung (84) des Hauptzylinderkolbens (2) eine Warnvorrichtung (75) zugeordnet ist, die bei Ausfall der Manschette eine Warnanzeige (88) auslöst.

19. Blockiergeschützte hydraulische Fahrzeugbremse, nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (80) des dicht im Innenraum (76) der Warnvorrichtung (75) liegenden Kolbens (77) bei starker Druckmittelströmung vom Druckraum (50) zum Behälter (20) durch eine gummiartige Lamelle (86) druckmitteldicht verschlossen wird, so daß der Druckaufbau innerhalb des Innenraums (76) eine druckempfindliche Warnanzeige (88) auslöst.