DE3241662C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische, mit Fremdkraft betätigbare Bremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Derartige Fremdkraftbremsanlagen werden angewendet, um bei schweren Fahrzeugen die erforderliche Bremsleistung mit ver­ hältnismäßig niedrigen Betätigungskräften zu erzeugen. Dabei ist eine feinfühlige Steuerung der Fremdkraft erforderlich, damit der Bremsvorgang den jeweiligen Straßen- und Fahrzustän­ den optimal angepaßt werden kann.

Bei einer aus der DE-OS 19 41 098 bekannten Bremsanlage der angegebenen Art ist die elektrische Schaltvorrichtung auf der Verbindungsstange einer Kolbenanordnung befestigt, die einen Reaktionskolben und einen die Arbeitskammer begrenzenden Kol­ ben aufweist und lösbar über eine Sperrvorrichtung mit einem als Verstärkerkolben dienenden Modulatorkolben verbunden ist. Der Reaktionskolben ist dabei in einem mit dem Bremspedal ver­ bundenen, axial beweglichen Reaktionszylinder angeordnet. Diese bekannte Anordnung ist sehr aufwendig und führt zu einer großen axialen Baulänge des Bremskraftverstärkers.

Weiterhin ist aus der DE-OS 19 40 632 eine mit Fremdkraft be­ tätigbare Bremsanlage für Kraftfahrzeuge bekannt, die über eine elektromagnetisch betätigbare Ventileinrichtung mit Hilfe einer elektrischen Schaltvorrichtung steuerbar ist und die mehrere Verstärkerzylinder aufweist, deren Verstärkerkolben über eine Hebelanordnung mit einem Reaktionszylinder verbunden sind, der einen entgegen seiner Betätigungsrichtung vom Betäti­ gungsdruck beaufschlagten und mit dem Betätigungselement ver­ bundenen Reaktionskolben enthält. Auch diese Bremsanlage ist sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art mit einem Bremskraftverstärker zu schaffen, der sich durch einen geringen Bauaufwand und eine geringe axiale Baulänge auszeichnet und daneben eine geringe Ansprechkraft und ein feinfühliges Dosieren des Betätigungs­ drucks ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 5 angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Zweikreisbremsanlage mit Bremskraftverstärker und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Schaltvorrichtung für eine Bremsanlage gemäß Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Bremsanlage besteht aus einem Druckspeicher 1, der von einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe 2 geladen wird. Die Pumpe 2 fördert aus einem drucklosen Behälter 3. Der Druckspeicher 1 ist an ein stromlos geschlos­ senes Elektromagnetventil 79 angeschlossen. Ein stromlos offenes Elektromagnetventil 80 ist über eine Rücklaufleitung 7 mit dem Behälter 3 verbunden.

Die dargestellte Bremsanlage weist einen hydraulischen Brems­ kraftverstärker 63 auf, dessen Verstärkerkolben 64 einen Tandemhauptzylinder 65 üblicher Bauart betätigt. An eine Zy­ linderkammer 66 des Tandemhauptzylinders 65 ist ein erster zu einer Vorderradbremse eines Fahrzeugs führender Bremskreis 67 und an die andere Zylinderkammer 68 ein zweiter zu einer weiteren Vorderradbremse eines Fahrzeugs führender Bremskreis 69 angeschlossen. Der Bremskraftverstärker besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 71, mit einer Längsbohrung 70, in der der Verstärkerkolben 64 verschiebbar geführt und abgedichtet ist. Über einen Stößel 72 ist der Verstärkerkolben 64 mit dem Kolben 73 des Tandemhauptzylinders 65 verbunden. Der Verstär­ kerkolben 64 teilt die Längsbohrung 70 in eine Niederdruck­ kammer 74, die mit dem Nachfüllbehälter 75 des Tandemhaupt­ zylinders 65 in Verbindung steht und in eine Arbeitskammer 76, die über Leitungen 77, 78 an ein stromlos geschlossenes Elek­ tromagnetventil 79 und ein stromlos offenes Elektromagnetven­ til 80 angeschlossen ist. Über eine weitere Leitung 81 steht die Arbeitskammer 76 außerdem mit einem dritten Bremskreis 82 in Verbindung, der zu den Hinterradbremsen des Fahrzeugs führt.

Auf der dem Tandemhauptzylinder abgekehrten Seite weist der Verstärkerkolben 64 einen zylindrischen Ansatz 83 mit kleine­ rem Durchmesser auf, der durch die Stirnwand 84 des Verstärker­ gehäuses 71, die die Arbeitskammer 76 begrenzt, hindurchragt und dort abgedichtet ist. Im Inneren des Ansatzes 83 ist eine Bohrung 85 vorgesehen, in der ein Reaktionskolben 86 angeord­ net ist, der über eine aus dem Ansatz 83 herausragende Betä­ tigungsstange 87 mit einem Bremspedal 88 verbunden ist. Über eine Querbohrung 89 steht die Bohrung 85 mit der Arbeitskammer 76 in Verbindung. An die Bohrung 85 schließt sich eine Bohrung 90 an, die eine ringförmig ausgebildete, elektrische Schalt­ vorrichtung 91 enthält. Die Schaltvorrichtung 91 ist über elektrische Leiter 24, 25, 26 mit einer Spannungsquelle und den Spulen der Elektromagnetventile 79, 80 verbunden. In den Leitern 25, 26 sind in der Grundstellung geschlossene Steuer­ schalter 92, 92a einer Antiblockierregelanlage angeordnet.

Der konstruktive Aufbau der ringförmigen Schaltvorrichtung 91 ist Fig. 2 zu entnehmen. Sie besteht aus einem Kontaktring 93, der mittels zweier Isolatoren 94, 95 in der Bohrung 90 des An­ satzes 83 befestigt ist. An den Kontaktring 93 ist der Leiter 25 angeschlossen. In dem Isolator 95 ist ein Kontaktring 96 axial verschiebbar gelagert. Der Kontaktring 96 wird von einer Feder 97 gegen einen Anschlag am Isolator 95 gedrückt. An den Kontaktring 96 ist der Leiter 24 angeschlossen. Auf der Be­ tätigungsstange 87 ist ein weiterer Kontaktring 98 mittels eines Isolators 99 verschiebbar angeordnet. Eine an der Betäti­ gungsstange 87 abgestützte Feder 100 drückt den Kontaktring 98 in Richtung auf den Kontaktring 96 gegen einen Anschlag 101 an der Betätigungsstange 87. Die Vorspannung der Feder 100 ist deutlich größer als die Vorspannung der Feder 97.

Durch eine Bewegung der Betätigungsstange 87 in Richtung auf den Verstärkerkolben 64 wird zunächst der Kontaktring 98 zur Anlage an den Kontaktring 96 gebracht. Danach werden beide Kontaktringe 98, 96 gemeinsam verschoben, bis der Kontaktring 96 am Kontaktring 93 anliegt. Wird die Betätigungsstange 87 in der gleichen Richtung noch weiter bewegt, so hebt der An­ schlag 101 von dem Isolator 99 ab, wobei die Feder 100 zu­ sammengedrückt wird. Die beschriebene Schaltvorrichtung 91 bildet somit zwei wegabhängig nacheinander schließbare Schalt­ kontakte.

Die in Fig. 1 dargestellte Bremsanlage hat folgende Wirkungs­ weise:

Wird das Bremspedal 88 betätigt, so wird die Betätigungsstange 87 zusammen mit dem Reaktionskolben 86 in Richtung auf den Verstärkerkolben 64 verschoben. Nach einem kleinen Verschiebe­ weg wird zunächst das Elektromagnetventil 80 geschaltet und die Verbindung zum Behälter 3 unterbrochen. Nach einem weiteren kleinen Verschiebeweg wird das Elektromagnetventil 79 geschaltet und der Druckspeicher 1 mit der Leitung 77 verbunden, so daß unter hohem Druck stehendes Druckmittel in die Arbeitskammer 76 und über die Leitung 81 in den Bremskreis 82 gelangt. Der Verstärkerkolben 64 wird nach links verschoben und betätigt den Kolben 73 des Tandemhauptzylinders 65, wodurch in den Bremskreisen 67, 69 ebenfalls ein Druck aufgebaut wird. Von der Arbeitskammer 76 gelangt das Druckmittel über die Quer­ bohrung 89 in die Bohrung 85 und beaufschlagt den Reaktions­ kolben 86. Übersteigt die hierdurch an dem Reaktionskolben 86 erzeugte Reaktionskraft die Betätigungskraft am Bremspedal 88, so kann der Reaktionskolben 86 der Betätigungsbewegung des Verstärkerkolbens 64 nicht mehr folgen, d. h. der Reaktions­ kolben 86 wird in bezug auf den Verstärkerkolben 64 zurück­ bewegt, wodurch das Elektromagnetventil 79 abhebt und die Druckmittelzufuhr aus dem Druckspeicher 1 unterbrochen wird. Der nun erreichte Betätigungszustand wird solange aufrecht­ erhalten, solange die Reaktionskraft am Reaktionskolben 86 und die Betätigungskraft am Bremspedal 88 im Gleichgewicht sind. Da der Bremskreis 82 unmittelbar an die Arbeitskammer 76 angeschlossen ist, verhält sich sein Betätigungsdruck zu den Betätigungsdrücken in den Bremskreisen 67, 69 wie die Wirkfläche des Kolbens 73 zur Wirkfläche des Verstärkerkol­ bens 64 in der Arbeitskammer 76.

Wird die Betätigungskraft am Bremspedal 88 reduziert, so bewegt der herrschende Betätigungsdruck den Reaktionskolben 86 in seine Ruhestellung, wodurch das Elektromagnetventil 80 geöff­ net und der Betätigungsdruck in der Arbeitskammer 76 und dem Bremskreis 82 abgebaut wird. Gleichzeitig kehren der Verstärker­ kolben 64 und der Kolben 73 durch Federkraft unterstützt in ihre Ruhelage zurück und der Druck in den Bremskreisen 67, 69 wird ebenfalls abgebaut.

Fällt der Bremskreis 82 oder die Fremdkraftversorgung durch einen Defekt aus, so können die Bremskreise 67, 69 direkt mechanisch durch das Bremspedal 88 betätigt werden, wobei sich der Reaktionskolben 86 so weit in die Bohrung 85 hinein­ bewegt, bis er am Verstärkerkolben 64 anliegt. Ebenso ist eine Betätigung der an den Bremskreis 82 angeschlossenen Hinter­ radbremsen möglich, wenn der Bremskreis 67 oder/und der Brems­ kreis 69 ausgefallen sind. In diesem Falle verschiebt das eingesteuerte Druckmittel den Verstärkerkolben 64 so weit in Richtung auf den Tandemhauptzylinder 65, bis sich dessen Kolben an seinem Boden abstützen. Sodann kann sich in der Arbeitskammer 76 und dem angeschlossenen Bremskreis 82 nach Maßgabe der am Bremspedal ausgeübten Kraft ein Druck zur Be­ tätigung der Hinterradbremsen aufbauen.

Mit der beschriebenen Bremsanlage läßt sich auf besonders einfache Weise eine Antiblockierregelung der an dem Bremskreis 82 angeschlossenen Bremsen verwirklichen. Die beschriebene Anlage ist lediglich durch ein Elektromagnetventil zu erwei­ tern, das bei Einsetzen der Antiblockierregelung die Verbin­ dungsleitung zwischen der Arbeitskammer 76 und den Leitungen 77, 78, 81 unterbricht. Danach kann über die Steuerschalter 92, 92a der Betätigungsdruck in dem Bremskreis 82 von der Anti­ blockierregelanlage mit Hilfe der Elektromagnetventile 79, 80 geregelt werden. Der Druck in den Bremskreisen 67, 69 wird, da der Ausgang der Arbeitskammer 76 verschlossen ist, durch die Betätigung des Reaktionskolbens 86 aufrechterhalten bzw. variiert, indem der Betätigungskolben 86 mehr oder weniger in die Bohrung 85 hineinbewegt wird und dadurch den Verstärker­ kolben 64 hydraulisch bewegt. Da der Reaktionskolben 86 hier­ bei tiefer in die Bohrung 85 eintaucht, als es der Schaltweg der Schaltvorrichtung 91 erlaubt, wird die Feder 100 zusammen­ gedrückt. Ein Lösen der Bremse während einer Antiblockierre­ gelung wird dadurch gewährleistet, daß die Spule des die Ar­ beitskammer 76 sperrenden, zusätzlichen Elektromagnetventils an den Leiter 26 der Schaltvorrichtung 91 angeschlossen wird, so daß das Elektromagnetventil öffnet, sobald die Schaltvorrich­ tung 91 in ihre Bremslösestellung gebracht wird. Der Druck in der Arbeitskammer 76 kann dann in der üblichen Weise über das Elektromagnetventil 80 abgebaut werden.

Da der Aufwand für eine nachträgliche Ausrüstung der beschriebe­ nen Bremsanlage mit einer Antiblockierregelanlage verhältnis­ mäßig gering ist, kann eine solche Lösung als Ersatz für einen lastabhängigen Bremskraftregler angewendet werden, zumal da­ durch eine wesentlich genauere und zuverlässigere Anpassung der Bremswirkung an die vorhandenen Einflußfaktoren erzielt wird.

Claims (5)

1. Hydraulische, mit Fremdkraft betätigbare Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem einen Verstärkerkolben und eine Arbeitskammer aufweisenden Bremskraftverstärker zur Betätigung eines Hauptbremszylinders, bei der eine an eine Druckmittel­ quelle und einen drucklosen Behälter angeschlossene, einen Betätigungsdruck für die Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers steuernde Ventileinrichtung von einer Be­ tätigungsanordnung betätigbar ist, die ein Betätigungsglied sowie einen vom gesteuerten Betätigungsdruck beauf­ schlagten Reaktionskolben aufweist, wobei die Ventileinrich­ tung elektromagnetisch betätigbar und durch eine mit der Betätigungsanordnung verbundene, elektrische Schaltvorrichtung steuerbar ist, die aus zwei Schaltern besteht, die in ihrer Grundstellung offen sind und durch das Betätigungselement wegabhängig nacheinander schließbar sind, wobei der zuerst schließende Schalter ein Schließen des Behälteranschlusses der Ventileinrichtung und der zweite Schalter ein Öffnen des Druckanschlusses der Ventileinrichtung steuert, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elektrische Schaltvorrichtung (91), der entgegen seiner Betätigungsrichtung vom Betätigungsdruck beaufschlagte Reaktions­ kolben (86) und das Betätigungsglied (87) in dem vom Betätigungsdruck beaufschlagbaren Verstärkekolben (64) des Bremskraftverstärkers (63) angeordnet sind.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (91) drei koaxial nebeneinander ange­ ordnete Kontaktringe (93, 96, 98) aufweist, daß der erste Kontaktring (93) in einem am Verstärkerkolben (64) ausgebildeten Gehäuse (83) für die Schaltvorrichtung und der zweite Kontaktring (98) am Betätigungsglied (87) be­ festigt sind und daß der axial verschiebbar im Gehäuse (83) gelagerte dritte Kontaktring (96) durch eine Feder (97) entgegen der Betätigungsrichtung an einen gehäusefesten Anschlag (95) gedrückt wird, der den dritten Kontaktring (96) in einer Mittel­ lage zwischen den beiden anderen Kontaktringen und in einem Abstand zu ihnen hält.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kontaktring (93) an ein stromlos geschlossenes Elektromagnetventil (79) der Ventileinrichtung (79, 80) zur Steuerung des Druckmittelanschlusses zur Druckmittelquelle (1) und der zweite oder dritte Kontakt­ ring (98, 96) an ein stromlos offenes Elektromagnet­ ventil (80) der Ventileinrichtung (79, 80) zur Steuerung des Rücklaufanschlusses (7) zum Behälter (3) sowie der jeweils andere der beiden Kontaktringe (96 bzw. 98) an den Pluspol einer Spannungsquelle ange­ schlossen ist.

4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zwei voneinander unabhängigen Bremskreisen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der eine, zu den Vorderradbremsen eines Fahr­ zeuges führende Bremskreis (67, 69) an den Hauptbremszylinder (65) und der andere, zu den Hinterradbremsen des Fahrzeuges führende Bremskreis (82) an die Arbeitskammer (76) des Brems­ kraftverstärkers (63) angeschlossen ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (79, 80) durch eine Antiblockierregel­ anlage steuerbar ist und daß die Arbeitskammer (76) des Bremskraftverstäsrkers (63) beim Einsetzen der Antiblockier­ regelung durch ein Elektromagnetventil verschließbar ist.