DE2952221C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsanlage mit einer Antiblockiereinrichtung und einer Druckmittelquelle, deren Druckmittel über eine Ventilanordnung zur Bremsbetätigung und ein Antiblockierregelventil einem Radzylinder der Brems­ anlage zuführbar ist, wobei die Druckmittelquelle aus zwei Pumpen mit gemeinsamem Antrieb besteht.

Bekanntlich dienen hydraulische Doppelpumpen dazu, zwei ge­ trennte Kreisläufe mit Druckmittel zu versorgen, wobei nur ein einziger Antrieb benötigt wird. Gerade im Kraftfahrzeugbereich werden Pumpen bevorzugt, die beim Einbau einen sehr geringen Raumbedarf benötigen. Aus der DE-OS 24 36 321 ist die Proble­ matik bekannt, zwei Pumpen zunächst in einen gleichen Kreislauf fördern zu lassen, um bei Erreichen eines vorbestimmten Druckes eine Pumpe auf drucklosen Umlauf zu schalten, während die andere Pumpe weiterarbeitet. Derartige Pumpen werden ebenfalls mit einem gemeinsamen Antrieb ausgerüstet, benötigen aber zu­ sätzliche Schalteinrichtungen, die bei Erreichen eines vorbe­ stimmbaren Druckes den Förderkreislauf einer Pumpe umschalten.

Bei einer Bremsanlage nach der DE-AS 21 27 536 sind zwei Pumpen vorgesehen, wobei jede dieser Pumpen einen, jeweils dem anderen gleichen eigenen Bremskreis versorgt. Über mehrere 3/3-Wege­ ventile sind die Radbremszylinder mit einem Federspeicher mit Füllventil zu verbinden, so daß beim Absenken des Druckes das rückströmende Druckmittel gegen die Kraft der Feder des Federspeichers wirkt. Dessen unter Federdruck stehender Kolben wird nach oben ge­ drückt und beeinflußt bei einem bestimmten Füllungsgrad die Schaltposition zweier Ventile, wobei der Pumpe über einen Zeit­ intervall die im Federspeicher gesammelte Flüssigkeit zugeführt wird. Die vorbekannte Bremsanlage ist im Aufbau und in der Funktion kompliziert und aufwendig und verwendet das Rückför­ derprinzip.

Bei Kraftfahrzeugen mit Antiblockierregeleinrichtungen tritt die Problematik auf, daß während einer Regelphase die hydrau­ lische Bremsanlage einen relativ großen Volumenbedarf an Druck­ mittel hat. Wird nun eine Förderpumpe entsprechend dem hohen Volumenbedarf ausgebildet und zum Beispiel vom Motor des Fahr­ zeuges angetrieben, so wird dem Fahrzeugmotor eine sehr hohe Leistung abgezogen, die jedoch nicht jederzeit in der hydrau­ lischen Bremsanlage benötigt wird. Selbst wenn bei einer Anor­ dnung mit zwei Pumpen eine Pumpe bei Erreichen eines bestimmten Druckpegels ausschließlich Druckmittel umwälzt, wie es in der DE-OS 24 36 321 angesprochen ist, wird noch eine relativ große Leistung für den Betrieb beider Pumpen unnötigerweise ver­ braucht. Bei einer Ausführung des Antriebes mit einem Elektro­ motor läßt sich beim Einschalten desselben ein erheblicher Ein­ bruch der Bordnetzspannung feststellen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Nutzung des dynamischen Einströmprinzips zwei Pumpen in raumsparender Anordnung und mit einem gemeinsamen Antrieb derart zu betreiben, daß die Leistungsaufnahme des Gesamtaggregates dem jeweiligen Volumen­ bedarf der hydraulischen Bremsanlage günstigst angepaßt ist, so daß ein unnötiger Leistungsverbrauch des Antriebs vermieden wird, wobei jedoch auf zusätzliche, steuernde Ventileinrich­ tungen verzichtet werden soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Damit ist gewährleistet, daß ein konstantes Volumen an Druck­ mittel der hydraulischen Bremsanlage zur Verfügung steht, so daß eine normale Bremsung jederzeit möglich ist. In diesem Betriebsfalle läuft die zweite Pumpe leer, so daß ihre Leistungsaufnahme relativ gering ist. Erst im Falle einer Anti­ blockierregelung gelangt Druckmittel zum Sauganschluß der zwei­ ten Pumpe, die nun eine erhöhte Leistungsaufnahme hat und hier­ bei das Druckmittel in den Volumenstrom der ersten Pumpe för­ dert. Der erhöhte Volumenbedarf der hydraulischen Bremsanlage während des Regelvorganges ist somit voll abgedeckt.

Der Energiegewinn ist besonders deutlich, wenn ein permanenter Pumpenantrieb, z. B. vom Motor des Kraftfahrzeuges, vorgesehen ist. Im normalen Betriebsfall wird die Leistungsaufnahme des Pumpenaggregates sich aus der Förderleistung der ersten Pumpe plus der Leerlaufleistung der zweiten Pumpe zusammensetzen. Diese Leistung kann dem Motor abverlangt werden, ohne daß der Fahrer merkliche Leistungseinbußen hinnehmen müßte. Erst im Be­ darfsfalle wird die Leistungsaufnahme erhöht sein, nämlich, wenn der zweiten Pumpenanordnung Druckmittel zur Förderung zur Verfügung gestellt wird.

In vielen Fällen ist es auch sinnvoll, daß z. B. zur Vermeidung von Keilriemenschäden oder ähnlichem als Pumpenantrieb ein Elektromotor vorgesehen ist. Besonders energiegünstig ist das Pumpenaggregat, wenn der Elektromotor nur im Bedarfsfalle von vom Zustand der Bremsanlage abhängigen Schaltelementen in Be­ trieb genommen wird.

Dies könnte so aussehen, daß die erste Pumpe in einen Druck­ speicher fördert, wobei der Druckspeicher von einem Druck­ schalter überwacht wird, der bei Erreichen eines bestimmten Druckpegels des Elektromotors ausschaltet. Weiterhin könnte ein Einschaltsignal für den Elektromotor dann gegeben werden, wenn die Auslässe der Antiblockierregelventile betätigt werden. Ebenfalls ist die Betätigung möglich, wenn dem Druckauslaß ein wegabhängiger Schalter zugeordnet wird, der bei Auslaß von Druckmittel in die Leitung zum Sauganschluß der zweiten Pumpe betätigt wird und den elektromotorischen Anschluß einschaltet.

Eine besonders günstige Ausgestaltung und erhöhte Energie­ einsparung wird erreicht, wenn die erste Pumpe eine geringere Förderleistung aufweist als die zweite Pumpe, wobei der Förder­ kreis der ersten Pumpe mit einem Druckmittelreservoir verbunden sein kann. Die erste Pumpe muß in ihrer Leistungsabgabe daher nur so dimensioniert sein, daß das Druckmittelreservoir selbst bei mehrmaligem Bremsen nicht vorzeitig erschöpft wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch zu er­ zielen, daß der Sauganschluß der zweiten Pumpe mittels einer Druckleitung direkt mit dem Druckauslaß des Antiblockierregel­ ventils verbunden ist. So entsteht bei leer fördernder Pumpe in der Druckleitung bis zum Antiblockierregelventil ein leichter Unterdruck, der bei Öffnen des Antiblockierregelventils einen schnelleren Druckabbau in dem zugeordneten Radzylinder zur Folge hat.

Erfindungsgemäße Ausführungen der hydraulischen Bremsanlage sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine hydraulische Bremsanlage mit konstant fördernder Druckmittelquelle,

Fig. 2 eine hydraulische Bremsanlage mit Druckspeicher.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Bremsanlage mit einem Tandemhaupt­ bremszylinder 2 und einem vorgeschalteten hydraulischen Ver­ stärker 3 bezeichnet. An den Hauptzylindern 2 sind über ein Leitungssystem 4 und die stromlos offenen Elektromagnetventile 7, 9 die Radbremszylinder 11, 12 der Vorderräder 5, 6 ange­ schlossen. Parallel zu den Elektromagnetventilen 7, 9 liegen Rückschlagventile 13, 14, die bei drucklosem Tandemhauptbrems­ zylinder 2 einen Druckmittelfluß von den Radbremszylindern 11, 12 zum Hauptbemszylinder 2 erlauben.

Die Radbremszylinder 15, 16 der Hinterräder 17, 18 werden über eine Leitung 19 und ein stromlos offenes Magnetventil 20 direkt vom unter Druck stehenden Druckmittel im hydraulischen Ver­ stärker 3 dynamisch gesteuert. Ebenfalls parallel zum Elektro­ magnetventil 20 liegt ein zum hydraulischen Verstärker öffnen­ des Rückschlagventil 22, das einen Druckabbau in den Radbrems­ zylindern 15, 16 zum Hauptbremszylinder 2 hin erlaubt. Sämt­ liche Radbremszylinder 11, 12, 15, 16 stehen mit einer Rück­ laufleitung 23 in Verbindung, die mit dem Sauganschluß der Pumpe 24 verbunden ist.

Die Pumpe 24 sowie die Pumpe 25 sind durch ein Antriebsaggregat 26 gemeinsam angetrieben. Hierbei fördert die Pumpe 25 über den Sauganschluß 44 aus dem Druckmittelreservoir 27 Druckmittel über ein Rückschlagventil 28 und eine Druckleitung 30 in den hydraulischen Verstärker 3. Bei nicht betätigtem hydraulischen Verstärker 3 wird das Druckmittel über die Rücklaufleitung 31 dem Druckmittelreservoir 27 unmittelbar wieder zugeführt. Es handelt sich hier um ein sogenanntes Umlaufsystem. Die Pumpe 24 fördert ihr Druckmittel ebenfalls über ein Rückschlagventil 29 in die Druckleitung 30, so daß sie ihr Druckmittel dem Volumen­ strom der Pumpe 25 zufügt.

Die Funktionsweise der Anordnung ist wie folgt:

Der permanente Antrieb 26 treibt die Pumpen 24 und 25 gleich­ zeitig an. Die Pumpe 25 fördert das Druckmittel aus dem Druck­ mittelreservoir 27 direkt über die Leitung 30 in den hydrau­ lischen Verstärker 3, in dem sich ein Druck gemäß der Stellung des Bremspedals 32 aufbaut. Das überflüssige Druckmittel wird weiter über die Leitung 31 dem Druckmittelreservoir 27 rückge­ führt.

Der im hydraulischen Verstärker 3 entstehende Druck wird sich gleichzeitig über die Leitung 19 und das offene Elektromagnet­ ventil 20 auf die Radzylinder 15, 16 der Hinterachse fort­ pflanzen. Ebenfalls wird der Druck den dem hydraulischen Ver­ stärker 3 nachgeordneten Tandemhauptbremszylinder 2 betätigen, so daß sich in diesem ein dem Übersetzungsverhältnis ent­ sprechender Druck aufbaut. Dieser Druck wird über die Leitung 4 und die offenen Elektromagnetventile 7, 9 ebenfalls den Radbremszylindern 11, 12 der Vorderachse zugeführt.

In dieser normalen Bremsstellung wird über die Leitung 23 der Pumpe 24 keinerlei Druckmittel zugeführt, so daß diese leer­ läuft. Die Leistungsaufnahme des Pumpenaggregates aus den Elementen 24, 25, 26 wird also in erster Linie durch die Pumpe 25 bestimmt.

Greift im Falle einer Blockiergefahr eines Randes die nicht dar­ gestellte Antiblockierregelanlage über die Antiblockierregel­ ventile 7, 8, 9, 10, 20, 21 in die Bremsanlage ein und läßt sie entsprechend der Blockiergefahr über die Auslaßventile 8, 10, 21 Druckmittel in die Leitung 23 ab, so wird dieses Druckmittel über die Pumpe 24 direkt dem Volumenstrom der Pumpe 25 beige­ fügt.

Da das aus dem Bremskreis abgezogene Volumen an Druckmittel über den hydraulischen Druckmittelkreis des Verstärkers 3 wieder dem Hauptbremszylinder 2 bzw. dem entsprechenden Rad­ bremszylinder zugeführt werden kann, wird sich bei einer Anti­ blockierregelung das Volumen an Druckmittel nicht erschöpfen können. Es ist so jederzeit gewährleistet, daß das benötigte Volumen zum erneuten Druckaufbau in dem entsprechenden Rad­ zylinder vom Druckmittelkreis des hydraulischen Verstärkers aufgebracht werden kann, ohne daß unerwünschte Druckschwan­ kungen in der Gesamtanlage auftreten können.

In Fig. 2 ist eine erweiterte hydraulische Bremsanlage dar­ gestellt. Die Bezeichnung mit den Elementen aus Fig. 1 stimmt weitgehend überein, zusätzliche Elemente wurden mit höheren Bezugszeichen versehen. Die Funktionsweise der Anordnung ent­ spricht weitgehend der aus Fig. 1.

Um einen konstanteren Druck für die Steuerung des hydraulischen Verstärkers zur Verfügung zu haben, wurde das Umlaufsystem aus Fig. 1 zu einem Druckspeichersystem umgeschaltet. Der Druck­ speicher 33 wird über eine Ventilanordnung 24 von den Pumpen 24 und 25 über die Rückschlagventile 28, 29 gespeist. Hat sich ein dem Betriebsdruck entsprechender Druck im Druckspeicher 33 auf­ gebaut, so wird die Ventilanordnung 34 alles überschüssige Druckmittel über die Leitung 35 und die Leitung 31 dem Druck­ mittelreservoir 27 zuführen. Diese Ausführung bezöge sich auf einen permanenten Antrieb 26, beispielsweise durch das An­ flanschen der Pumpen 24, 25 an sich drehenden Elementen des Motors.

Eine andere Möglichkeit des Betriebes wäre gegeben, wenn der Antrieb 6 ein Elektromotor ist. Der Druck im Druckspeicher 33 wird durch einen Druckschalter 36 überwacht, der eine elek­ trische Steuerleitung 37 zum Elektromotor 26 hat. Ist ein ent­ sprechender Druck im Druckspeicher 33 erreicht, so wird der Elektromotor 26 abgeschaltet. Fällt der Druck unter einen bestimmten Druckpegel, wird der Elektromotor wieder in Betrieb genommen.

Eine ähnliche elektrische Schaltungsanordnung ist ebenfalls für den Druckauslaß der Antiblockierregelventile vorgesehen. Wird über den Druckauslaß 23 Druckmittel abgelassen, so gelangt dieses zuerst in einen federbelasteten Druckspeicher 38, dessen verschiebbarer Boden 40 sich im Sinne eines Vergrößerns der Aufnahmekammer 41 verschiebt. Hat die Wand 40 einen bestimmten Weg zurückgelegt, so wird der Wegschalter 39 dieses regi­ strieren und über eine Steuerleitung ebenfalls den elektro­ motorischen Antrieb 26 in Betrieb nehmen. Durch diese Ausge­ staltung ist die Möglichkeit gegeben, auch einen Elektromotor als Antrieb 26 zu verwenden, der jedoch seinerseits nur dann in Betrieb genommen werden muß, wenn die hydraulischen Druck­ verhältnisse dieses für nötig befinden. Steht im Druckauslaß der Antiblockierregelventile 23 kein Druckmittel an, so wird auch hier die Pumpe 24 leerfördern, die Leistungsaufnahme des Elektromotors wird also im wesentlichen von der Pumpe 25 be­ stimmt.

Durch das nun vorgesehene Druckmittelreservoir 33 ist weiterhin die Möglichkeit gegeben, die Pumpe 25 für eine relativ geringe Förderleistung auszulegen, da sie nur den Druckspeicher 33 ge­ füllt halten muß. Dieses System kann energiesparender ausge­ legt werden als das System aus Fig. 1 mit der Umlaufregelung, in der der hydraulische Verstärker durch ein Staudruckventil oder ähnliches in Betrieb genommen wird.

Um den erhöhten Energiebedarf im Falle einer Regelung durch die Antiblockierregeleinrichtung sicherzustellen, ist die Pumpe 24 mit erheblich größerer Förderleistung ausgestattet, so daß jederzeit ein erhöhter Volumenbedarf der hydraulischen Brems­ anlage vollständig gedeckt ist.

Um eventuell bestehende Schmutzpartikel aus dem Förderkreis auszufiltern, kann der Sauganschluß der Pumpe 25 mit einem Fil­ ter 43 versehen werden. Gleiches kann für den Sauganschluß der Pumpenanordnung 24 vorgesehen sein.

Claims (7)

1. Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage für ein Fahrzeug

• - mit einer Hilfsdruckquelle, die zwei elektrisch angetriebene Druckmittelpumpen und einen Vorratsbehälter umfaßt,
• - mit einem Hauptbremszylinder, dem ein hydraulischer Bremskraftverstärker vorgeschaltet ist,
• - mit in den Bremsleitungen eingebauten Antiblockier­ regelventilen, die aus einem Einlaß- und Auslaßventil bestehen,
• - die Auslaßventile an eine Rücklaufleitung angeschlossen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß der Sauganschluß (44) der ersten Druckmittelpumpe (25) mit dem Vorratsbehälter (27) und der Sauganschluß der zweiten Druckmittelpumpe unmittelbar mit der Rücklauf­ leitung (23) der Auslaßventile (8, 10, 21) verbunden ist.

2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein permanenter Pumpen­ antrieb (26) vorgesehen ist.

3. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß als Pumpen­ antrieb (26) ein Elektromotor vorgesehen ist.

4. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor durch vom Zustand der Bremsanlage abhängige Schaltelemente (36, 39) in Betrieb genommen wird.

5. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Pumpe (25) eine geringere Förderleistung aufweist, als die zweite Pumpe (24).

6. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkreis (28, 30, 3, 31, 27, 26) der ersten Pumpe (25) mit einem Druck­ mittelreservoir (33) verbunden ist.