DE3601914A1 - Hydraulische bremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Hydraulische bremsanlage fuer kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem an einen drucklosen Behälter ange­ schlossenen Hauptbremszylinder und einer an eine Arbeitskammer des Hauptbremszylinders angeschlossenen Bremsleitung, die zu Drucksteuerventilen einer Bremsschlupfregeleinrichtung führt, denen wenigstens eine Radbremse nachgeschaltet ist.
Bei Bremsanlagen dieser Art wird während des Betriebs der Bremsschlupfregeleinrichtung für das wiederholte Betätigen der Radbremse nach einer Druckentlastung eine Druckmittelmenge benötigt, die die Förderkapazität des Hauptbremszylinders weit übersteigt. Es ist daher während des Betriebs der Brems­ schlupfregeleinrichtung erforderlich, daß der Radbremse aus einer zusätzlichen Druckmittelquelle, beispielsweise einem Energieversorgungssystem, unabhängig vom Hauptbremszylinder Druckmittel zugeführt wird. Weiterhin ist es erforderlich, daß der Hauptbremszylinder beim Betrieb der Bremsschlupfregelein­ richtung in einer Betätigungsstellung gehalten wird, die bei Ausfall der Bremsschlupfregeleinrichtung oder des Energiever­ sorgungssystems eine weitere Betätigung der Radbremse bis zum Stillstand des Fahrzeugs gewährleistet.
Aus der Patentanmeldung P 34 39 258.0 ist eine Bremsanlage bekannt, bei der zur Betätigung des Hauptbremszylinders ein von einem hydraulischen Energieversorgungssystem gespeister Bremskraftverstärker vorgesehen ist. Bei dieser Bremsanlage ist die Bremsleitung über ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil der Bremsschlupfregeleinrichtung und ein diesem nachgeschaltetes Rückschlagventil mit der Verstärkerkammer des Bremskraftverstärkers verbindbar, um bei Betrieb der Brems­ schlupfregeleinrichtung die Radbremszylinder mit Druckmittel aus dem Energieversorgungssystem des Bremskraftverstärkers zu versorgen. Weiterhin ist zwischen dem Hauptbremszylinder und der Anschlußstelle des Steuerventils ein steuerbares Rück­ schlagventil vorgesehen, das durch den über das Steuerventil eingesteuerten Druck in eine Sperrstellung schaltbar ist, in der nur ein Rückfluß von Druckmittel zum Hauptbremszylinder möglich ist. Der Hauptbremszylinder wird dadurch beim Betrieb der Bremsschlupfregeleinrichtung in einer Bereitschaftsstel­ lung gehalten. Diese Lösung ist jedoch auf Bremsanlagen mit einem hydraulischen Bremskraftverstärker beschränkt. Solche Bremsanlagen sind aber verhältnismäßig aufwendig und teuer und kommen daher für kleinere Fahrzeuge kaum in Frage. Ein weite­ rer Nachteil dieser älteren Bremsanlage ist darin zu sehen, daß die Betriebsbereitschaft des hydraulischen Bremskraftver­ stärkers und der Bremsschlupfregeleinrichtung voneinander abhängig sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydrauli­ sche Bremsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen geringen Bauaufwand auszeichnet und bei der die Energieversorgung der Bremsschlupfregeleinrichtung vom Betätigungssystem des Hauptbremszylinders unabhängig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitskammer des Hauptbremszylinders bei Einschalten der Bremsschlupfregeleinrichtung an eine Druckmittelquelle an­ schließbar ist, deren Auslaßdruck über dem maximal durch Betätigung des Hauptbremszylinders erzielbaren Bremsdruck liegt und daß das Hauptzylinderventil zum Trennen von Arbeits­ kammer und Behälter als Regelventil ausgebildet ist.
Damit wird eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge geschaffen, bei der zur Betätigung des Hauptbremszylinders jedes bekannte und bewährte Betätigungssystem sowohl mit als auch ohne Bremskraftverstärkung eingesetzt werden kann und bei der gleichzeitig die Radbremse oder die Radbremsen durch eine Bremsschlupfregeleinrichtung steuerbar sind, wobei die hierzu erforderliche Druckmittelmenge von einer zusätzlichen Druck­ mittelquelle gefördert wird, die mit einem minimalen Bauauf­ wand an den Hauptbremszylinder anschließbar ist. Weiterhin wird der Hauptbremszylinder beim Betrieb der Bremsschlupfre­ geleinrichtung in einer Bereitschaftstellung gehalten, in der das von der zusätzlichen Druckmittelquelle in die Arbeits­ kammer geförderte Druckmittel den Hauptzylinderkolben so weit in Bremslöserichtung verschiebt, bis das als Regelventil ausgebildete Hauptzylinderventil öffnet und überschüssiges Druckmittel zum Behälter hin abfließen läßt. Die Bereitschaft­ stellung des Hauptbremszylinders entspricht somit der Betäti­ gungsstellung kurz vor dem Schließen des Hauptzylinderventils. Für eine Notbetätigung bei Ausfall der Bremsschlupfregelein­ richtung oder der zusätzlichen Druckmittelquelle steht daher das gesamte Betätigungsvolumen des Hauptbremszylinders zur Verfügung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Druckmittelquelle eine Pumpe auf, deren Antrieb durch die Bremsschlupfregeleinrichtung steuerbar ist. Dies hat den Vorteil, daß keine besonderen Steuerventile zum Zuschalten der Druckmittelquelle erforderlich sind und daß die zusätzliche Druckenergie nur beim Betrieb der Bremsschlupfregeleinrichtung erzeugt wird. Wegen der geringen Einschaltdauer können die Pumpe und der Pumpenantrieb sehr kostengünstig ausgeführt werden.
Um das Bremssystem zuverlässig gegenüber dem Pumpenauslaß geschlossen halten zu können, wenn der Pumpenantrieb nicht eingeschaltet ist, ist erfindungsgemäß zwischen dem Pumpenaus­ laß und der Arbeitskammer des Hauptbremszylinders ein Rück­ schlagventil angeordnet.
Die Erfindung ist vorteilhaft auch bei einem Tandem-Haupt­ bremszylinder anwendbar, indem dessen beide Arbeitskammern getrennt an die Druckmittelquelle anschließbar sind.
Zur Überwachung der erfindungsgemäßen Bremsanlage kann zweck­ mäßigerweise ein Differenzdruckwarnschalter vorgesehen sein, der mit dem Druck in der oder den Arbeitskammern des Haupt­ bremszylinders und am Ausgang der Druckmittelquelle beauf­ schlagbar ist und der bei Überschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz die Bremsschlupfregeleinrichtung abschaltet. Hierdurch wird vermieden, daß beim Ausfall der Druckmittel­ quelle die Arbeitskammer des Hauptbremszylinders durch den Steuervorgang der Bremsschlupfregeleinrichtung entleert wird.
Die Betätigung des Hauptbremszylinders kann erfindungsgemäß durch einen Bremskraftverstärker, vorzugsweise einen Vakuum­ bremskraftverstärker erfolgen. Hierbei ist es vorteilhaft, daß der Bremskraftverstärker unabhängig von der Druckmittelquelle angetrieben wird und daher bei Ausfall der Druckmittelquelle wirksam bleibt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Die Zeichnung zeigt in einer einzigen Figur einen Schaltplan einer hydraulischen Zweikreisbremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Teillängsschnitt durch einen Bremsdruckgeber.
Der Bremsdruckgeber besteht aus einem Tandem-Hauptbremszylin­ der 1 und einem Vakuumverstärker 2, der durch ein Bremspedal 3 betätigbar ist.
Der im Schnitt dargestellte Tandem-Hauptzylinder 1 weist zwei getrennte Arbeitskammern 4, 5 auf, die durch einen Betäti­ gungshub der Hauptzylinderkolben 6, 7 verkleinerbar sind. Die Arbeitskammern 4, 5 sind über Zentralventile 8, 9, die in der dargestellten Grundstellung offen sind, mit Nachlaufräumen 10, 11 verbindbar, die an einen drucklosen Nachlaufbehälter 12 angeschlossen sind.
Von den Arbeitskammern 4, 5 des Tandem-Hauptzylinders 1 führen Bremsleitungen 13, 14 zu stromlos offenen Magnetventilen 15, 16 einer Bremsschlupfregeleinrichtung, die in einem Ventil­ block 17 angeordnet sind. An die Magnetventile 15, 16 sind je zwei Radbremsen 18 bzw. 19 angeschlossen, von denen jeweils eine der Radbremsen 18 bzw. 19 einem Vorderrad eines Fahrzeugs und die andere der Radbremsen 18 bzw. 19 einem diagonal zum Vorderrad liegenden Hinterrad des Fahrzeugs zugeordnet ist. Es handelt sich somit um eine Zweikreis-Bremsanlage mit diagona­ ler Kreisaufteilung.
Die Radbremsen 18 und 19 sind weiterhin an zwei stromlos geschlossene Magnetventile 21, 22 des Ventilblocks 17 ange­ schlossen, deren Eingangsseite über eine Rücklaufleitung 23 mit dem Nachlaufbehälter 12 verbunden ist.
Von jeder Bremsleitung 13, 14 zweigt eine Druckleitung 24, 25 ab. Jede Druckleitung 24, 25 führt zu einem separaten, in der Grundstellung geschlossenen Rückschlagventil 26, 27, das eben­ falls im Ventilblock 17 untergebracht ist. Die Rückschlagven­ tile 26, 27 sind so angeordnet, daß sie nur zu den Drucklei­ tungen 24, 25 hin öffnen. Von den Rückschlagventilen 26, 27 führt eine Druckleitung 28 zu dem Auslaß eines Pumpenaggre­ gates 29, das aus einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe 30 und einem Überdruckventil 31 besteht und dessen Einlaß über eine Leitung 32 an den Nachlaufbehälter 12 angeschlossen ist.
Der Druck in den Bremsleitungen 13, 14 und in der Druckleitung 28 wird von einem Differenzdruckwarnschalter 33 überwacht, der ebenfalls in dem Ventilblock 17 angeordnet ist.
Die beschriebene Bremsanlage arbeitet wie folgt:
Zur Einleitung eines Bremsvorganges wird das Bremspedal 3 in Richtung des Pfeiles 34 betätigt und der Vakuumbremskraft­ verstärker 2 angesteuert. Der Vakuumbremskraftverstärker 2 bewegt dadurch die beiden Hauptzylinderkolben 6, 7 in den Tandem-Hauptzylinder 1 hinein, wodurch zunächst die Zentral­ ventile 8, 9 geschlossen und die Arbeitskammern 4, 5 von den Nachlaufräumen 10, 11 getrennt werden. Durch weitere Verschie­ bung der Hauptzylinderkolben 6, 7 wird anschließend in den Arbeitskammern 4, 5 ein Druck aufgebaut, der sich über die Bremsleitungen 13, 14 und die offenen Magnetventile 15, 16 zu den Radbremsen 18 und 19 fortpflanzt und diese entsprechend der am Bremspedal 3 ausgeübten Betätigungskraft betätigt. Das Pumpenaggregat 29 ist in dieser Betätigungsphase nicht einge­ schaltet, so daß in der Druckleitung 28 kein Druck aufgebaut wird. Die Rückschlagventile 26, 27 sind geschlossen und werden von dem Druck in den an die Bremsleitungen 13, 14 angeschlos­ senen Druckleitungen 24, 25 zusätzlich in Schließstellung gehalten.
Wird nun während eines Bremsvorganges von der Bremsschlupf­ regeleinrichtung eine Blockierneigung eines Fahrzeugrades registriert, so wird unverzüglich das Pumpenaggregat 29 ein­ geschaltet und die Pumpe 30 mit voller Leistung angetrieben. Hierdurch baut sich in der Druckleitung 28 ein Druck auf, der über dem Betätigungsdruck in den Bremsleitungen 13, 14 bzw. den Druckleitungen 24, 25 liegt, so daß die Rückschlagventile 26, 27 öffnen und die von der Pumpe 30 geförderte Druckmittel­ menge über die Druckleitungen 24, 25 in die Bremsleitungen 13, 14 eingespeist wird. Durch das einströmende Druckmittel werden die Hauptzylinderkolben 6, 7 bei gleichbleibender Betätigungs­ kraft am Bremspedal 3 so weit in Bremslöserichtung zurückge­ schoben, bis die Zentralventile 8, 9 öffnen und dadurch den in den Arbeitskammern 4, 5 angestiegenen Druck so weit absenken, bis der durch die Betätigungskraft am Bremspedal 3 vorgegebene Betätigungsdruck wieder erreicht ist. Die Zentralventile 8, 9 des Hauptbremszylinders 1 erfüllen somit zusammen mit den Hauptzylinderkolben 6, 7 die Regelfunktion, die erforderlich ist, um den Druck in den Bremsleitungen 13, 14 auf dem durch die am Bremspedal 3 ausgeübte Betätigungskraft vorgegebenen Niveau zu halten. Eine besondere Druckregelung ist daher am Pumpenaggregat 29 nicht erforderlich.
Gleichzeitig mit dem Einschalten des Pumpenaggregates 29 werden von der Bremsschlupfregeleinrichtung die Magnetventile 15, 16 und 21, 22 entsprechend der vorgegebenen Regelcharakte­ ristik angesteuert, um durch periodischen Auf- und Abbau des Drucks in den Radbremsen 18, 19 ein Blockieren der Fahrzeug­ räder zu verhindern. Das für diese Regelvorgänge erforderliche Druckmittelvolumen wird dabei dem Pumpenstrom entnommen, während die Hauptzylinderkolben 6, 7 in der zurückgeschobenen Regelstellung verbleiben.
Durch den Differenzdruckwarnschalter 33 wird eine Undichtig­ keit in den Bremsleitungen 13, 14 oder ein Ausfall des Pumpen­ drucks in der Druckleitung 28 erfaßt und gegebenenfalls die Bremsschlupfregeleinrichtung abgeschaltet. In einem solchen Fall kann mit Hilfe des Hauptbremszylinders 1 und des Brems­ kraftverstärkers 2 der intakte Teil der Bremsanlage weiterhin betätigt und das Fahrzeug bis zum Stillstand abgebremst wer­ den.
  • Bezugszeichenliste  1 Tandem-Hauptzylinder
     2 Vakuumverstärker
     3 Bremspedal
     4 Arbeitskammer
     5 Arbeitskammer
     6 Hauptzylinderkolben
     7 Hauptzylinderkolben
     8 Zentralventil
     9 Zentralventil
    10 Nachlaufraum
    11 Nachlaufraum
    12 Nachlaufbehälter
    13 Bremsleitung
    14 Bremsleitung
    15 Magnetventil
    16 Magnetventil
    17 Ventilblock
    18 Radbremsen
    19 Radbremsen
    21 Magnetventil
    22 Magnetventil
    23 Rücklaufleitung
    24 Druckleitung
    25 Druckleitung
    26 Rückschlagventil
    27 Rückschlagventil
    28 Druckleitung
    29 Pumpenaggregat
    30 Pumpe
    31 Überdruckventil
    32 Leitung
    33 Differenzdruckwarnschalter
    34 Pfeil

Claims (6)

1. Hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem an einen drucklosen Behälter angeschlossenen Hauptbremszylinder und einer an eine Arbeitskammer des Hauptbremszylinders an­ geschlossenen Bremsleitung, die zu Drucksteuerventilen einer Bremsschlupfregeleinrichtung führt, denen wenigstens eine Rad­ bremse nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskammer (4, 5) des Hauptbremszylinders (1) bei Einschal­ ten der Bremsschlupfregeleinrichtung an eine Druckmittelquelle (29) anschließbar ist, deren Auslaßdruck über dem maximalen durch Betätigung des Hauptbremszylinders (1) erzielbaren Bremsdruck liegt, und daß das Hauptzylinderventil (8, 9) zum Trennen von Arbeitskammer (4, 5) und Behälter (12) als Regel­ ventil ausgebildet ist.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelquelle (29) eine Pumpe (30) enthält, deren Antrieb durch die Bremsschlupfregeleinrichtung steuerbar ist.
3. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Auslaß der Pumpe (30) und der Arbeitskammer (4, 5) des Hauptbremszylinders (1) ein Rück­ schlagventil (26, 27) angeordnet ist.
4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbremszylinder (1) ein Tandem-Hauptbremszylinder ist, dessen beide Arbeitskammern (4, 5) getrennt an die Druckmittelquelle (29) anschließbar sind.
5. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in den Arbeitskammern (4, 5) und am Auslaß (30) der Druckmittelquelle (29) von einem Differenzdruckwarnschalter (33) überwacht wird, der bei Über­ schreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz die Bremsschlupf­ regeleinrichtung abschaltet.
6. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbremszylinder (1) durch einen Bremskraftverstärker (2), vorzugsweise einen Vakuum­ bremskraftverstärker, betätigbar ist.
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