DE3530289A1 - Schlupfgeregelte bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schlupfgeregelte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Bremsdruckgeber mit einem Hauptzylinder und einem an ein Fremdenergie-Versorgungssystem angeschlossenen Bremskraftverstärker, wobei mindestens zwei Bremskreise vorgesehen sind, von denen einer mit einem Füllstufenzylinder verbunden ist.

Bei einer älteren Bremsanlage der in Frage stehenden Art (Patentanmeldung P 35 08 709.9) ist ein Füllstufenzylinder vorgesehen, der einen Übersetzungssprung ermöglicht, wenn der hydraulische Bremskraftverstärker oder die Fremdenergieversorgung ausfallen und für den Bremsvorgang nur noch die Fußkraft des Fahrers zur Verfügung steht. Bei dieser älteren Bremsanlage ist der Füllstufenzylinder zwar in den statischen Bremskreis eingeschaltet; er hat jedoch den Nachteil, daß eine genaue Positionierung des Verstärkerkolbens problematisch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage des in Frage stehenden Typs zu schaffen, die bei Verstärkerausfall mit einer reduzierten Hauptbremszylinderfläche arbeitet, und die während des Einströmens von Druckmittel aus dem hydraulischen Verstärker in die Bremskreise (dynamisches Einströmen im Bremsdruck-Regelfalle) ein genaues Positionieren des Bremspedals ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch ermöglicht, daß die Kammer vor der großen Stufe des Stufenkolbens des Füllstufenzylinders an eine Sperrkammer angeschlossen ist, die vom Verstärkerkolben beaufschlagt ist, wobei in die von der Sperrkammer zum Füllstufenzylinder führende Druckleitung ein Ventil eingeschaltet ist, das in Abhängigkeit des geregelten Drucks im Verstärkerraum eine Druckmittelverbindung zum Druckausgleichsbehälter steuert.

Mit Vorteil ist dabei der Ringraum hinter der großen Stufe des Stufenkolbens des Füllstufenzylinders einerseits über eine Rücklaufleitung mit dem Druckausgleichsbehälter und andererseits über eine Druckleitung mit der Vorkammer des Hauptzylinders verbunden, wobei in die Rücklaufleitung ein Ventil eingeschaltet ist, das eine Druckmittelverbindung zum Druckausgleichsbehälter in Abhängigkeit des Drucks in der Vorkammer steuert, wobei außerdem in eine Druckleitung von der Vorkammer zum Ringraum hinter der großen Stufe des Füllstufenventils ein Ventil eingeschaltet ist, dessen Ventilglied vom Stufenkolben verschiebbar ist.

Zweckmäßigerweise ist der Stufenkolben dazu mit einer Rampe versehen, die mit einem Stößen zusammenwirkt, der das Ventilglied bewegt, wobei der zugehörige Ventilsitz Teil eines Kolbens ist, der einerseits vom Druck in der zur Vorkammer führenden Leitung beaufschlagt ist und andererseits vom Druck im Ringraum des Füllstufenzylinders.

Das in die die Sperrkammer mit dem Füllstufenzylinder verbindende Druckleitung eingeschaltete Ventil ist als druckgesteuertes 2/2 Wegeventil ausgebildet, das bei Ausfall des Drucks in der an den Verstärkerraum angeschlossenen Steuerleitung die Sperrkammer mit dem Druckausgleichsbehälter verbindet.

Vorzugsweise ist der Ringraum hinter der großen Stufe des Stufenkolbens des Füllstufenzylinders über eine Rücklaufleitung mit dem Druckausgleichsbehälter verbunden, wobei in die Rücklaufleitung ein druckgesteuertes 2/2 Wegeventil mit parallel geschaltetem Rückschlagventil eingeschaltet ist, das beim Nachströmen des Druckmittels vom Verstärkerraum über die Druckleitung in die Vorkammer die Druckmittelverbindung vom Füllstufenzylinder zum Druckausgleichsbehälter sperrt, ein Nachsaugen von Druckmittel aus dem Druckausgleichsbehälter in den Ringraum des Füllstufenzylinders jedoch gestattet.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in der anhängenden Zeichnung näher dargestellt, die die Schaltungsanordnung einer hydraulischen Mehrkreisbremsanlage zeigt, die im wesentlichen aus der Betätigungsvorrichtung, einem Modulator, einem Fremdenergieversorgungssystem, einem Vorratsbehälter für das Druckmittel, einem Füllstufenzylinder und verschiedenen Ventilen besteht.

Die für ein Kraftfahrzeug vorgesehene Bremsanlage (mit Schlupfregelung) besteht im wesentlichen aus einem Hydraulikaggregat bzw. Bremsdruckgeber 1, mit Fremdenergieversorgungssystem 2 und einem Ventilblock oder Modulator 3, in dem die jeweils einem Rad oder Achse zugeordneten elektromagnetischen Druckaufbau- und Druckabbauventile zusammengefaßt sind, einem Füllstufenzylinder 4, den Ventilen 8 und 9 und dem Hauptventil 5.

Die für solche Anlagen noch erforderlichen Sensoren zur Messung der Radgeschwindigkeiten und die Elektronik zur Erzeugung der Steuersignale für die Ventile des Modulators 3 sind nicht dargestellt.

Die Betätigungsvorrichtung bzw. der Bremsdruckgeber 1 ist im wesentlichen in einen Verstärker 54 mit Bremsventil 14, einem Tandemhauptzylinder 15, mit einer zugehörigen Vorkammer 18 und eine Sperrkammer 41 unterteilt.

Das Bremsventil 14 ist in der hier beschriebenen Ausführung als Schieberventil ausgebildet. Bei Betätigung des Bremspedals 19 wird die Fußkraft F über eine Druckstange 20 und einen Druckstangenkolben 21, auf eine Anordnung, die aus zwei mit Hilfe eines Bolzens 24 gelenkig miteinander verbundenen Hebeln 22, 23 besteht, und von diesen auf den Steuerkolben 25 des Bremsventils 14 übertragen. Da die zur Verschiebung des Verstärkerkolbens 40 des Bremsventils 14 erforderliche Kraft wesentlich höher ist, als die zur Verschiebung des Steuerkolbens 25 benötigte, wird zunächst, wenn der Hebel 22 unter Anwendung der Kraft F in seinem Gelenk 24 gedreht wird, der Steuerkolben 25 nach links verschoben, so daß durch den Einlaß 27 und die inneren Bohrungen 28 im Steuerkolben 25 die Fremdenergiequelle 2 mit dem Verstärkerraum 29 verbunden wird. Kurz zuvor wurde die Öffnung 30, über die der Verstärkerraum 29 bei nicht betätigter Bremse mit einem Druckausgleich- und Vorratsbehälter 31 verbunden war, verschlossen. Der sich im Druckraum 29 aufbauende Druck wirkt auf auf den Verstärkerkolben 40 und verschiebt ihn nach links. Die Hauptzylinderkolben 32 und 33 des Tandemhauptzylinders 15 werden nun ebenfalls verschoben, so daß in den zugehörigen Druckkammern 34, 35 sowie in den an diesen angeschlossenen statischen Bremskreisen 36, 37 Bremsdruck aufgebaut wird.

Das den Verstärkerkolben 40 mit den Tandemhauptzylinderkolben 32, 33 verbindende Zwischenstück 39, das mit dem Hauptzylinderkolben 32 eine Einheit bildet, ist von einer Sperrkammer 41 umgeben, die über einen Kanal 6 und eine Druckleitung 7 mit einem Ventil 8 in Verbindung steht, das als druckgesteuertes 2/2 Wegeventil ausgebildet ist.

Beim Ansprechen der Bremsschlupfregelung infolge einer sich abzeichnenden Blockierung an einem oder an mehreren Rädern wird das Magnetventil 5, das sogenannte Hauptventil, erregt und dadurch gleichzeitig die Verbindung 28 zu dem unter Atmosphärendruck stehenden Vorratsbehälter 31 geschlossen und der Einströmweg 17, 56 aus dem Verstärkerraum 29 in die Vorkammer 18 geöffnet. Die dynamische Einströmung in die Bremskreise 36, 37 setzt damit ein. Das infolge der Fremdenergieversorgung unter erhöhtem Druck stehende Hydraulikmittel strömt aus der Vorkammer 18 durch die Verbindungskanäle 42, 43 zu den Sekundärseiten der beiden Hauptzylinderkolben 32, 33 und von dort über die Kolben und durch die Nachlaufbohrungen 44, 45 mit den anschließenden, als Rückschlagventile dienenden Dichtlippen 46, 47 in die zugehörigen Arbeitsräume 34, 35.

Mit Hilfe einer (nicht näher dargestellten) Steuereinheit werden in Abhängigkeit von dem Drehverhalten der einzelnen Räder, das mit Hilfe von Sensoren ermittelt wird, Signale erzeugt, mit denen die elektromagnetischen Druckaufbau- und Druckabbauventile im Modulator 3 geschaltet werden.

Zur Reduzierung des Bremsdruckes in den statischen Bremskreisen 36, 37 dienen bei drohender Blockierung eines Rades Ventile im Modulator 3, die nach ihrer Erregung über die Rücklaufleitung 10 eine Verbindung der Radbremszylinder mit dem unter Atmosphärendruck stehenden Vorratsbehälter 31 herstellen und dadurch Bremsdruck abbauen. In ähnlicher Weise wird über das Hauptventil 5 und die Leitung 56, 60 der Druck in der Vorkammer 18 reduziert, sobald dieses Ventil stromlos wird. Bei stromlosem Hauptventil 5 ist die dynamische Einströmung in die Vorkammer 18 unterbunden.

Bei intakter Bremsanlage und einer Verschiebung des Verstärkerkolbens 40 in Betätigungsrichtung (nach links) taucht dieser in die Sperrkammer 41 ein und drückt das dort vorhandene Druckmittel über den Kanal 6 und die Druckleitung 7 in die Kammer 11 des Füllstufenzylinders 4. Dabei bewegt sich der Stufenkolben 12 des Füllstufenzylinders 4 nach links und schiebt die in der Kammer 13 vor der kleinen Stufe des Stufenkolbens 12 vorhandene Druckflüssigkeit über die Druckleitung 16 in den Bremskreis 36. Das Ventil 8 bleibt dabei geschlossen, da die in der Druckleitung 17 vorhandene Flüssigkeit den Druck aufweist, der auch im Verstärkerraum 29 herrscht und den Kolben 38 des Ventils 8 nach links drückt, so daß das Verschlußglied 62 den Ventildurchgang zum Druckausgleichsbehälter 31 verschließt.

Wird das Hauptventil 5 (im Bremsschlupf-Regelfalle) umgeschaltet, dann besteht eine Druckmittelverbindung zwischen dem Verstärkerraum 29 und der Vorkammer 18 und ebenso über die Signalleitung 49 zum Ventil 9 (druckgesteuerten 2/2 Wegeventil mit parallel geschaltetem Rückschlagventil), das seinen Druckmitteldurchgang schließt und die Verbindung des Ringraums 50 des Füllstufenzylinders 4 mit dem Druckausgleichsbehälter 31 unterbricht, so daß der Stufenkolben 12 blockiert ist.

Ist die Energieversorgung des Bremsdruckgebers 1 intakt, schiebt der im Verstärkerraum 29 herrschende geregelte Druck das Zwischenstück 39 bzw. den mit diesem verbundenen Kolben 51 nach links und unterbricht außerdem die Verbindung der Sperrkammer 41 mit dem Druckausgleichsbehälter 31, indem er das in die Druckleitung 7 eingeschaltete Ventil 8 in die Sperrstellung bringt. Beim Verschieben des Verstärkerkolbens 40 wird Druckmittel aus der Sperrkammer 41 über den Kanal 6 und die Druckleitung 7 in die Kammer 11 verschoben, so daß gleichzeitig Druckmittel aus der Kammer 13 in den Bremskreis 36 gedrückt wird.

Ist die Energieversorgung 2 ausgefallen, dann verbleiben der Stufenkolben 12, das Ventil 8 und der Kolben 51 (am Verstärkerkolben 40) in der Ruhestellung, so daß die Abbremsung allein von der auf die Hauptzylinderkolben 32, 33 einwirkende Fußkraft abhängig ist.

Im Falle einer Blockierneigung (Regelfall) wird das Hauptventil 5 geschaltet, so daß das Ventil 9 in seine Sperrstellung gelangt und den Ringraum 50 vom Druckausgleichsbehälter 31 abkoppelt. Beim Überfahren des Reservehubs wird das Ventil 52 über die Rampe 53 geschaltet, so daß der geregelte Druck über das Ventil 52 in den Ringraum 50 einströmt und den Stufenkolben 12 zurückschiebt, bis so viel Druckmittel aus der Kammer 11 in die Sperrkammer 41 zurückgeströmt ist, daß das Bremspedal eine genau definierte Stellung eingenommen hat (Positionierung).

• Auflistung der Einzelteile  1 Bremsdruckgeber
   2 Fremdenergieversorgungssystem
   3 Modulator
   4 Füllstufenzylinder
   5 Mehrwegeventil, Hauptventil
   6 Kanal
   7 Druckleitung
   8 Ventil
   9 Ventil
  10 Rücklaufleitung
  11 Kammer
  12 Stufenkolben
  13 Kammer
  14 Bremsventil
  15 Tandemhauptzylinder
  16 Druckleitung
  17 Druckleitung
  18 Vorkammer
  19 Bremspedal
  20 Druckstange
  21 Druckstangenkolben
  22 Hebel
  23 Hebel
  24 Bolzen
  25 Steuerkolben
  26 innere Bohrung
  27 Einlaß
  28 Verbindungsleitung
  29 Verstärkerraum
  30 Öffnung
  31 Druckausgleichsbehälter
  32 Hauptzylinderkolben
  33 Hauptzylinderkolben
  34 Druckkammer
  35 Druckkammer
  36 Bremskreis
  37 Bremskreis
  38 Kolben
  39 Zwischenstück
  40 Verstärkerkolben
  41 Sperrkammer
  42 Verbindungskanal
  43 Verbindungskanal
  44 Nachlaufbohrung
  45 Nachlaufbohrung
  46 Dichtlippe
  47 Dichtlippe
  48 Einströmleitung
  49 Signalleitung
  50 Ringraum
  51 Kolben
  52 Ventil
  53 Rampe
  54 Bremskraftverstärker
  55 Rücklaufleitung
  56 Druckleitung
  57 Ventilglied
  58 Stößel
  59 Kolben
  60 Leitung
  61 Steuerleitung
  62 Kugel

Claims (5)

1. Schlupfgerechte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Bremsdruckgeber (1), mit einem Hauptzylinder (15) und einem an ein Fremdenergie-Versorgungssystem (2) angeschlossenen Bremskraftverstärker (54), wobei mindestens zwei Bremskreise (36, 37) vorgesehen sind, von denen einer mit einem Füllstufenzylinder (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (11) vor der großen Stufe des Stufenkolbens (12) des Füllstufenzylinders (4) an eine Sperrkammer (41) angeschlossen ist, die vom Verstärkerkolben (40) beaufschlagt ist, wobei in die von der Sperrkammer (41) zum Füllstufenzylinder (4) führende Druckleitung (7) ein Ventil (8) eingeschaltet ist, das in Abhängigkeit des geregelten Drucks im Verstärkerraum (29) eine Druckmittelverbindung zum Druckausgleichsbehälter (31) steuert.

2. Schlupfgerechte Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (50) hinter der großen Stufe des Stufenkolbens (12) des Füllstufenzylinders (4) einerseits über eine Rücklaufleitung (55) mit dem Druckausgleichsbehälter (31) und andererseits über eine Druckleitung (56) mit der Vorkammer (18) des Hauptzylinders (15) verbunden ist, wobei in die Rücklaufleitung (55) ein Ventil (9) eingeschaltet ist, das eine Druckmittelverbindung zum Druckausgleichsbehälter (31) in Abhängigkeit des Drucks in der Vorkammer (18) steuert und wobei in die Druckleitung (56) ein Ventil (52) eingeschaltet ist, dessen Ventilglied (57) vom Stufenkolben (12) bewegt wird.

3. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (12) eine Rampe (53) aufweist, die mit einem Stößel (58) zusammenwirkt, der das Ventilglied (57) bewegt, wobei der zugehörige Ventilsitz Teil eines Kolbens (59) ist, der einerseits vom Druck in der Leitung (56) beaufschlagt ist und andererseits vom Druck im Ringraum (50) des Füllstufenzylinders (4).

4. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die die Sperrkammer (41) mit dem Füllstufenzylinder (4) verbindende Druckleitung (6, 7) ein druckgesteuertes 2/2 Wegeventil (8) eingeschaltet ist, das bei Ausfall des Drucks in der an den Verstärkerraum (21) angeschlossenen Steuerleitung (61, 17) die Sperrkammer (41) mit dem Druckausgleichsbehälter (31) verbindet.

5. Schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (50) hinter der großen Stufe des Stufenkolbens (12) des Füllstufenzylinders (4) über eine Rücklaufleitung (55) mit dem Druckausgleichsbehälter (31) verbunden ist, wobei in die Rücklaufleitung (55) ein druckgesteuertes 2/2 Wegeventil mit parallel geschaltetem Rückschlagventil (9) eingeschaltet ist, das beim Nachströmen des Druckmittels vom Verstärkerraum (29) über die Druckleitung (17, 56) in die Vorkammer (18) die Druckmittelverbindung vom Füllstufenzylinder (4) zum Druckausgleichsbehälter (31) sperrt, ein Nachsaugen von Druckmittel aus dem Druckausgleichsbehälter (31) in den Ringraum (50) des Füllstufenzylinders (4) jedoch gestattet.