DE3015729C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremsgerät mit hydraulischem Bremskraftverstärker für eine blockiergeschützte Fahrzeug­ bremsanlage mit mindestens zwei Bremskreisen, in denen unabhängig voneinander betätigbare Blockierschutzventile angeordnet sind, wobei das Bremsgerät

• - mittels eines Bremspedals betätigbar ist und über eine Wegfeder und einen Steuerschieber die Dosierung des von einer Druckquelle zu den Radbremszylindern geleiteten Druckmittels steuert und
• - mindestens einen mittels des Bremspedals mechanisch betätigbaren Notkolben umfaßt, mittels dessen bei Ausfall der Druckquelle in den Bremskreisen Bremsdruck aufbaubar ist.

Ein derartiges Bremsgerät ist durch die DE-OS 27 02 819 bekannt.

Bei dem bekannten Bremsgerät ist jedem der beiden Brems­ kreise - einem Vorderachs-Bremskreis und einem Hinterachs- Bremskreis - ein Ausgangsdruckraum zugeordnet, der durch einen Hauptkolben beweglich begrenzt ist, welcher auch die einseitige druckdicht bewegliche Begrenzung eines Antriebs­ druckraums bildet, durch dessen Beaufschlagung mit dem Aus­ gangsdruck eines mittels des Pedals über eine Wegfeder betätigbaren Bremsventils, das einen zur Betätigungskraft proportionalen, von einer Hilfsdruckquelle abgeleiteten Ausgangsdruck liefert, die Bremskraftverstärkung erzielt wird. Eine im Zuge der Antiblockierregelung erforderliche Bremsdruckänderung - Erniedrigung bzw. Erhöhung - wird durch Druckentlastung bzw. Druckerhöhung im jeweiligen Antriebs­ druckraum gesteuert, wodurch eine Volumenvergrößerung bzw. eine -verkleinerung des jeweiligen Ausgangsdruckraumes und dadurch die regelungsgerechte Bremsdruckänderung erzielt wird. Die Bremskreise werden sowohl im normalen, das heißt einer Regelung nicht unterworfenen Bremsbetrieb wie auch im Blockierschutz-geregelten Bremsbetrieb als statische Brems­ kreise betrieben. Der dem größeren Ausgangsdruckraum, der dem Vorderachs-Bremskreis zugeordnet ist, beweglich begren­ zende Hauptkolben ist koaxial mit einer Druckstange ange­ ordnet, die durch Pedalbetätigung verschiebbar ist und in den Antriebsdruckraum des bekannten Bremsgeräts hineinragt, der durch diesen Hauptkolben ebenfalls beweglich begrenzt ist. Bei intakter Hilfsdruckquelle ist dieser Hauptkolben jedoch in einem axialen Mindestabstand von der Druckstange gehalten, derart, daß diese, jedenfalls solange mit Hilfs­ kraftunterstützung gebremst werden kann, an dem Hauptkolben nicht abstützbar ist. Zu diesem Zweck ist dieser Hauptkolben an einen Hilfskolben gefesselt, der durch Beaufschlagung eines Druckraumes mit dem Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle gegen die Rückstellkraft einer vorgespannten Feder in einer pedalfernen Position gehalten wird. Bei einem Ausfall der Hilfsdruckquelle und damit des Bremskraftverstärkers wird durch diese Rückstellfeder der Hilfskolben und mit diesem auch der Hauptkolben in eine pedalnahe Ausgangsposition verschoben, aus welcher heraus der Hauptkolben durch Pedal­ kraft-gesteuerte Verschiebung der Druckstange im Sinne eines Bremsdruckaufbaues in dem durch ihn begrenzten Ausgangs­ druckraum verschiebbar ist. Durch die genannte Verschiebung des Hilfskolbens wird auch ein Ventil geöffnet, über das der durch Pedalbetätigung in dem dem Vorderachs-Bremskreis zugeordneten Ausgangsdruck aufbaubare Druck in den durch den anderen Hauptkolben begrenzten Antriebsdruckraum einge­ koppelt wird, so daß auch in dem durch diesen begrenzten Ausgangs­ druckraum Bremsdruck aufbaubar ist und insgesamt eine einem Tandem-Hauptzylinder analoge Funktion des bekannten Brems­ geräts erzielt wird.

Das bekannte Bremsgerät ist jedoch mit zumindest den folgenden Nachteilen behaftet:

Fällt bei ausgefallenen Bremskraftverstärker auch noch der Hinterachs-Bremskreis aus, so kann im Vorderachs-Bremskreis - durch pedalgesteuerte Verschiebung seines Hauptkolbens - noch Bremsdruck aufgebaut werden; fällt jedoch - bei ausge­ fallenen Bremskraftverstärker - der Vorderachs-Bremskreis aus, der, weil in aller Regel stärker belastet, auch störanfälliger ist, so kann im Hinterachs-Bremskreis kein Bremsdruck mehr aufgebaut werden, was unter Sicherheits­ gesichtspunkten nicht hinnehmbar erscheint.

Unter regelungstechnischen Gesichtspunkten ist des weiteren nachteilig, daß bei Verwendung des bekannten Bremsgerätes eine Antiblockierregelung innerhalb eines Bremskreises allenfalls in der Weise möglich ist, daß, wenn an einer der Radbremsen Bremsdruck abgesenkt wird, der Bremsdruck an der anderen Radbremse auf dem zuvor angesteuerten Wert gehalten, nicht aber "gegenphasig" erhöht werden kann. Es muß daher in zahlreichen Situationen auf ein erhebliches Maß an Bremsverzögerung, die erreichbar wäre, wenn gegenphasig geregelt werden könnte, verzichtet werden, was zumindest unerwünscht ist.

Es kommt weiter hinzu, daß eine nach dem Prinzip der Volum­ veränderung der Ausgangsdruckräume des Bremsgeräts arbei­ tende Antiblockierregelung wegen der Massenträgheit der Hauptkolben mit einem relativ trägen Ansprechverhalten behaftet ist, jedenfalls gegenüber Systemen mit offenen Bremskreisen und direkt ablassenden Ventilen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bremsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einer Antiblockieranlage kombinierbar ist, die ein schnelleres Ansprechverhalten ermöglicht, und das bei einem Ausfall der Druckmittelquelle erhöhte Sicherheit bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerschieber mit wenigstens zwei bei Normalbetrieb frei durchströmbaren Notkolben zusammenarbeitet, von denen jeder bei Ausfall der Energieversorgung oder eines Bremskreises mechanisch vom Bremspedal betätigbar ist, nachdem ein Ventil geschlossen worden ist.

Dabei weist je­ der Notkolben eine zentrale, vom Druckmedium bei Normal­ betrieb durchströmte Längsbohrung auf, die bei einer Notbetätigung durch die Kraft eines über ein Joch mit dem Bremspedal verbundenen Stößels geschlossen wird, der dabei eine federbelastete Kugel gegen ihren Ventilsitz drückt. Im übrigen kann vorteilhaft jeder Notkolben als Stufenkolben mit einer großen Kolbenfläche und mit einer kleineren Kolbenfläche ausgebildet sein, wobei letztere im Notbetrieb das Arbeitsdruckmedium zu den Radbremszy­ lindern befördert und gegen die eine sich im übrigen im Bremsgerät abstützende Feder drückt. Über von den Druckräumen ausgehende Leitungen sind die Druckräume der Notkolben mit Blockierschutzventilen verbunden, über welche die zugeordneten Radbremszylinder druckentlastet werden können.

Bei einer besonderen konstruktiven Ausführung können die beiden Notkolben im Gehäuse des Bremsgeräts links und rechts des Steuerschiebers und parallel zu diesem ver­ laufend angeordnet sein. Andererseits kann aber auch ein Notkolben koaxial zum Steuerschieber und der andere pa­ rallel und mit Abstand dazu angeordnet sein.

Die Erfindung wird anhand von zwei in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschrei­ bung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Bremsgerät nach der Erfindung mit zwei rechts und links eines Steuerschiebers angeordneten Notkolben und mit einem Schemabild einer Bremsanlage,

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung mit einem Bremsgerät, von deren Notkolben der eine ko­ axial zum Steuerschieber und der andere neben dem Steuerschieber angeordnet sind.

Das in Fig. 1 dargestellte Gehäuse 1 eines Bremsgeräts weist zwei abgestufte Bohrungen 2/39 und 3/40 auf. Die Bohrungen 2 und 3 mit dem kleineren Durchmesser bilden wie sich im Verlauf dieser Beschreibung noch ergibt je einen Druckraum, während die Bohrungen 39 und 40 mit dem größe­ ren Durchmesser Nachsaugräume bilden. Diesen Bohrungen 2/39 und 3/40 sind Stufenkolben 4 und 5 angepaßt, die im Rahmen dieser Erfindung als Notkolben dienen.

In einer weiteren Gehäusebohrung 6 ist ein Ventilschieber 7 angeordnet, der von einer Schraubendruckfeder 8 unter Zwi­ schenschaltung einer Weg- oder Simulationsfeder 9 gegen ein Joch 10 gedrückt wird. Dies Joch 10 folgt den Bewegungen eines Bremspedals 11.

Der Ventilschieber 7 ist mit einer Umfangsnut 12 und mit einer Längsbohrung 13 versehen. In seiner in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung hält er eine mit einer Leitung 14 an einen Vorratsbehälter 16 angeschlossene Rücklaufbohrung 17 offen. In der gleichen Stellung wird von ihm aber ein Ringraum 20 geschlossen gehalten, der über eine Leitung 18 mit einem Druckspeicher 19 verbunden ist.

Der Druckspeicher 19 wird von einer Pumpe 21 über eine Druck­ leitung 24 gefüllt, in der ein Rückschlagventil 25 angeord­ net ist. Die Pumpe 21 ist über eine Saugleitung 22 an eine Kammer 23 des Vorratsbehälters 16 angeschlossen.

Die beiden Notkolben 4 und 5 werden von zentralen Längsboh­ rungen 26 und 27 durchdrungen, an deren Enden durch Federn 15 betätigte Kugelventile 28 und 29 sitzen. Diese Kugelven­ tile 28, 29 arbeiten mit Stößeln 30, 31 zusammen, die von dem Joch 10 über eine Wippe 32 in ihrer Längsrichtung ver­ schoben werden können. Die Stößel 30 und 31 sind mit Hilfe von Sprengringen 33 und 34 an die Notkolben 4 und 5 gefes­ selt.

Auf den von den Ventilen 28, 29 abgekehrten verjüngten En­ den der Notkolben 4 und 5 sitzen Primärmanschetten 35 und 36, die mit ihren Rückseiten an Scheiben 37 und 38 anliegen und sich im übrigen an den Innenwandflächen der Druckräume 2 und 3 dichtend anpressen. Die Scheiben 37 und 38 verschlie­ ßen zugleich Bohrungen 41 und 42, die zu den Nachsaugräumen 39 und 40 führen. Die Nachsaugräume 39 und 40 stehen über Leitungen 43 und 44 mit den Kammern 45 und 46 des Vorrats­ behälters 16 in Verbindung. Die Notkolben 4 und 5 werden durch Schraubendruckfedern 47 und 48 in ihre in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage gedrückt.

Der Druckraum 6, in dem sich der Steuerschieber 7 hin und her bewegen kann, ist durch Bohrungen 49, 50, 51 und 52 mit Druckräumen 65 und 66 verbunden, die sich auf der Bremspedalseite der Notkolben 4 und 5 befinden.

Die Druckräume 2 und 3 sind durch Leitungen 53, 54 und 55 mit Blockierschutzventilen 56, 57 und 58 verbunden. Von den Blockierschutzventilen gehen Leitungen 59, 60 und 61 aus, die zu den nicht dargestellten Radbremszylindern führen. Von den einzelnen Blockierschutzventilen 56, 57 und 58 führen noch Rücklaufleitungen 62, 63 und 64 zur Rücklaufleitung 14, die, wie schon gesagt, über die Rücklaufbohrung 17 mit dem Druckraum 6 verbunden ist.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Bremsgeräts wer­ den zwei Arbeitsfälle beschrieben und zwar zunächst das Bremsen mit intakter Anlage und dann das Bremsen bei ausgefallener Bremsenergieversorgung, d. h. bei ent­ leertem Druckspeicher 19.

Das Bremsen mit intakter Anlage geht so vor sich, daß bei Betätigen des Bremspedals 11 das Joch 10 den Steu­ erschieber 7 über die Wegfeder 9 gemäß der in der Zeich­ nung offenbarten Darstellung nach links verschiebt. Da­ durch wird zunächst die Rücklaufbohrung 17 geschlossen. Wird nun das Bremspedal 11 weiter verschwenkt, dann kommt die Ringnut 12 mit dem unter Speicherdruck stehen­ den Ringraum 20 zur Deckung, so daß dadurch Druckmittel aus dem Druckspeicher über die Längsbohrung 13 in den Druckraum 6 gelangt. Vom Druckraum 6 aus strömt das Druckmittel durch Bohrungen 49, 50 und 51, 52 über die Ventile 28 und 29 und die zentralen Längsbohrungen 26 und 27 in die Druckräume 2 und 3. Von hier aus strömt das Druckmittel durch die Leitungen 53, 54 und 55 zu den Blockierschutzventilen 56, 57 und 58. Das Druckmittel verläßt die Blockierschutzventile über die Leitungen 59, 60 bzw. 61 und beaufschlagt in bekannter Weise die Rad­ bremszylinder. Die Blockierschutzventile 56 und 57 ge­ hören zu einem und das Blockierschutzventil 58 gehört zu einem anderen Bremskreis.

Der Systemdruck im Bremsgerät wird vom Steuerschieber und der Wegfeder 9 auf das Bremspedal 11 übertragen, so daß dadurch eine Rückmeldung auf den Fahrer eintritt. Gleichzeitig wirkt der Systemdruck auch auf die Notkol­ ben 4 und 5 ein, die aufgrund der unterschiedlichen Druckflächen hydraulisch verschoben werden, so daß je nach der Dimensionierung der Abstufung die Stößel 30 und 31 keine oder nur eine geringe Reaktionskraft auf die Wippe 32 ausüben. Die Ventile 28 und 29 bleiben geöff­ net. Dadurch ist es möglich, daß nach einer Druckabsen­ kung bei Blockiergefahr in einem der Radbremszylinder weiteres Druckmittel nachströmen kann. Das bedeutet, daß damit der Druck in den Radbremszylindern erhöht wird, die gerade nicht der Regelung durch eines der Blockier­ schutzventile unterliegen.

Fällt nun die Bremsenergieversorgung aus oder der Druck­ speicher ist durch ein Leck in einem Bremskreis entleert, dann kann trotzdem noch auf folgende Weise gebremst werden. Bei einer Betätigung des Bremspedals 11 in diesem Fall wer­ den nämlich die Stößel 30 und 31 über die Wippe in der Zeichnung nach links verschoben. Dadurch schließen die Ven­ tile 28 und 29 und die Notkolben 4 und 5 drücken das in den Räumen 2 und 3 eingeschlossene Druckmittel zu den Radbrem­ sen. Die Wippe 32 hat die Aufgabe, im Notbetätigungsfall Druckgleichheit zwischen den Bremskreisen zu gewährleisten. Beim Zurückfahren der Kolben 4 und 5 kann über die Bohrun­ gen 39 und 40 in die Druckräume 2 und 3 nachgesaugt wer­ den. Im vorliegenden Arbeitsfall bei ausgefallener Fremd­ energieversorgung kann die Blockierschutzanlage durch einen nicht dargestellten Schalter abgeschaltet werden, wobei die beschriebene Notbetätigungseinrichtung wirksam bleibt.

Das Abschalten der Blockierschutzeinrichtung kann mit Hilfe eines Speicherdruckfühlers auf einen vorbestimmten unteren Abschaltdruck festgelegt werden.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Bremsgeräts ist lediglich ein Notkolben 4 a koaxial zum Steuerschieber 7 a angeordnet, der im übrigen genauso wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel über eine Wegfeder 9 a vom Bremspedal 11 her über ein Joch 10 a betä­ tigt wird. Im übrigen arbeitet das Bremsgerät nach Fig. 2 entsprechend wie das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbei­ spiel. Es ist daher nicht erforderlich, die Betriebsweise dieses in Fig. 2 dargestellten Bremsgeräts näher zu erläu­ tern. Es kann jedenfalls in gleicher Weise bei intakter Fremdenergieversorgung betätigt werden und auch beim Aus­ fall derselben treten entsprechend die beiden Notkolben 4 a und 5 a in Aktion und versorgen die Radbremszylinder mit Druckmittel.

Damit für die Rückfühlung der Reaktionsdruck auf das Brems­ pedal nicht zu groß wird, ist es bei dem Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 1 erforderlich, daß die beiden Notkolben 4 und 5 abgestuft werden, da sonst von drei Seiten her ein insgesamt zu großer Reaktionsdruck auf das Joch und damit auf das Bremspedal ausgeübt würde. Anders ist es bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Dort stammt der Reaktionsdruck für die Rückfühlung von nur zwei Kolben und die dabei entstehenden Reaktionskräfte sind gerade so groß, daß sie einen für die Rückfühlung noch erträglichen Reak­ tionsdruck hergeben.

Claims (9)

1. Bremsgerät mit hydraulischem Bremskraftverstärker für eine blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage mit min­ destens zwei Bremskreisen, in denen unabhängig vonein­ ander betätigbare Blockierschutzventile angeordnet sind, wobei das Bremsgerät

• - mittels eines Bremspedals betätigbar ist und über eine Wegfeder und einen Steuerschieber die Dosierung des von einer Druckquelle zu den Radbremszylindern geleiteten Druckmittels steuert und
• - mindestens einen mittels des Bremspedals mechanisch betätigbaren Notkolben umfaßt, mittels dessen bei Ausfall der Druckquelle in den Bremskreisen Bremsdruck aufbaubar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (7) mit wenigstens zwei bei Normalbetrieb frei durchströmbaren Notkolben (4, 5) zusammenarbeitet, von denen jeder bei Ausfall der Energieversorgung (19) oder eines Bremskreises (53, 54 oder 55) mechanisch vom Brems­ pedal (11) betätigbar ist, nachdem ein Ventil (28 oder 20) geschlossen worden ist.

2. Bremsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Notkolben (4 bzw. 5) eine zentrale, vom Druckmittel bei Normalbetrieb durchströmte Längsbohrung (26 bzw. 27) aufweist, die bei einer Störung in der Druckmittel-Versorgung aus dem Speicher (19) von der Kraft eines über ein Joch (10) mit dem Bremspedal (11) verbundenen Stößels (30, 31) geschlossen wird, der dann eine von einer Feder (15) belastete Kugel gegen ihren Ventilsitz drückt.

3. Bremsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Not­ kolben (4, 5) im Gehäuse (1) des Bremsventils rechts und links des Steuerschiebers (7) verlaufend angeordnet sind.

4. Bremsgerät nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Notkolben (4, 5) mit einer großen Kolbenfläche versehen ist, auf die der Druck aus dem Steuerschieber (7) wirkt, und ihr ent­ gegengesetzt eine kleinere Kolbenfläche (bei 35, 36) hat, mit der das Bremsmittel zum Blockierschutz­ ventil (56, 57 und 58) befördert wird und gegen die eine sich im übrigen im Bremsventilgehäuse (1) ab­ stützende Schraubenfeder (47, 48) drückt.

5. Bremsgerät nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Notkolben (4 a) koaxial zum Steuerschieber (7 a) und der andere Not­ kolben (5 a) parallel und mit Abstand dazu angeordnet ist.

6. Bremsgerät nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder der beiden Notkolben (4 a, 5 a) zwei gleichgroße Kolbenflächen einerseits für die Beaufschlagung mit dem Druckmittel aus dem Druckspeicher und andererseits für die Weitergabe des Druckes auf das Druckmittel in den Bremskreisen (53, 53, 55) aufweist.

7. Bremsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druck­ räume (2, 3) der Notkolben Blockierschutzventile (56, 57, 58) angeschlossen sind.

8. Bremsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherdruck von einem Speicherdruckfühler (67) überwacht wird und das Signal des Speicherdruckfühlers (67) zum Ein- oder Ausschalten der Antiblockiervorrichtung mitbenutzt wird.