DE3629776A1 - Hydraulische bremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Hydraulische bremsanlage fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage für
Kraftfahrzeuge mit einem durch ein Bremspedal betätigbaren
Hauptbremszylinder, an den über eine oder mehrere Bremslei
tungen Radbremszylinder angeschlossen sind, einem hydrauli
schen, von einer Druckmittelquelle gespeisten Kraftverstärker,
der zur Verstärkung der Betätigungskraft zwischen das Brems
pedal und den Hauptbremszylinder geschaltet ist und in einer
Verstärkerkammer einen Verstärkerkolben aufweist, dessen
Druckbeaufschlagung durch das Bremspedal steuerbar ist, und
mit einer in eine Bremsleitung oder mehrere geschalteten,
durch eine Bremsschlupf-Regeleinrichtung steuerbaren Ventil
anordnung, durch die die Bremsleitung sperrbar ist.
Bei bekannten hydraulischen Bremsanlagen der angegebenen Art
sind die Radbremszylinder jeweils über ein stromlos offenes
Magnetventil an die Bremsleitung und über ein stromlos ge
schlossenes Magnetventil an eine zu einem drucklosen Behälter
führende Rücklaufleitung angeschlossen, wobei die Magnetven
tile durch die Bremsschlupf-Regeleinrichtung steuerbar sind.
Tritt an einer Radbremse eine Blockierneigung auf, so werden
die ihrem Radbremszylinder zugeordneten Magnetventile von der
Bremsschlupf-Regeleinrichtung angesteuert. Hierdurch wird die
Verbindung vom Radbremszylinder zur Bremsleitung gesperrt und
gleichzeitig läßt man Druckmittel aus dem Radbremszylinder in
die Rücklaufleitung austreten, so daß der Druck im Radbrems
zylinder absinkt. Um anschließend den Druck im Radbremszylin
der wieder aufbauen zu können, werden die Magnetventile zu
rückgeschaltet, wodurch der Radbremszylinder wieder von der
Rücklaufleitung getrennt und mit der Bremsleitung verbunden
wird. Der Radbremszylinder nimmt nun aus der Bremsleitung
wieder Druckmittel auf, bis die Drücke einander angeglichen
sind und der Regelzyklus von neuem beginnt. Um die für eine
derartige Regelung erforderliche Druckmittelmenge zur Verfügung
zu stellen, wird bei diesen bekannten Bremsanlagen bei Ein
setzen der Bremsschlupfregelung die Arbeitskammer des Haupt
bremszylinders oder die Bremsleitung über geeignete Ventil
einrichtungen mit der Verstärkerkammer verbunden. Gleichzeitig
wird eine Positionierhülse mit Druck beaufschlagt, die dadurch
den Verstärkerkolben und damit auch die Kolben des Haupt
bremszylinders in einer Stellung hält, in der die Kolben des
Hauptbremszylinders noch einen ausreichenden Betätigungshub
zur Durchführung einer Notbremsbetätigung ausführen können.
Diese bekannten Bremsanlagen haben den Nachteil, daß der
hydraulische Kraftverstärker und der Hauptbremszylinder sowie
die dem Hauptbremszylinder nachgeschalteten Radbremszylinder
das gleiche Druckmittelmedium benötigen. Weiterhin kann ein
Teil der Bremsanlage ausfallen, wenn ein zwischen Radbrems
zylinder und Rücklaufleitung geschaltetes Magnetventil in
seiner Offenstellung hängenbleibt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydrau
lische Bremsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei
der die Druckmittelkreise von Kraftverstärker und Hauptbrems
zylinder während des gesamten Betriebs voneinander getrennt
bleiben, um dadurch die Ausfallsicherheit der Bremsanlage zu
erhöhen. Außerdem soll während einer Bremsschlupfregelung die
Übertragung von Druckschwankungen und Kolbenbewegungen auf das
Bremspedal vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Verstärkerkolben mit einem in einem Rückstellzylinder ange
ordneten Rückstellkolben verbunden ist, der über ein durch die
Bremsschlupf-Regeleinrichtung steuerbares Rückstellventil in
Bremslöserichtung druckbeaufschlagbar ist, wobei die vom
Rückstellkolben erzeugbare Rückstellkraft größer ist als die
Betätigungskraft am Verstärkerkolben, und daß zwischen dem
Verstärkerkolben und dem Hauptbremszylinder ein Antriebskolben
in einem getrennten Zylinderraum angeordnet ist, der über eine
durch die Bremsschlupf-Regeleinrichtung steuerbare Ventilein
richtung wechselweise mit der Verstärkerkammer oder mit einem
drucklosen Behälter verbindbar ist. Damit wird eine hydrau
lische, durch eine Bremsschlupf-Regeleinrichtung steuerbare
Bremsanlage geschaffen, die sich durch einfachen Aufbau und
große Betriebssicherheit auszeichnet. Da der Abbau und Wieder
aufbau des Bremsdrucks zur Bremsschlupfregelung durch ab
wechselndes Lösen und Betätigen des Hauptbremszylinders er
folgt, bleibt die Bremsanlage bei einer Störung der Brems
schlupfregelung, wie auch bei Ausfall der Bremskraftverstär
kung, immer betriebsbereit, da der Hauptbremszylinder jeder
zeit direkt mechanisch über das Bremspedal betätigbar ist. Die
an den Hauptbremszylinder angeschlossenen Bremsleitungen und
Radbremszylinder bilden ein hydraulisch geschlossenes System,
das nur über die Zentralventile des Hauptbremszylinders mit
einem drucklosen Behälter verbindbar ist. Es sind somit keine
weiteren, durch Ventile gesteuerte Ausgänge vorhanden, über
die während einer Bremsbetätigung der Bremsdruck entweichen
könnte.
Die hydraulische Versorgung des Kraftverstärkers und des
Antriebskolbens für die Bremsschlupfregelung ist vom Haupt
bremszylinder und den an den Hauptbremszylinder angeschlosse
nen Bremskreisen völlig getrennt und kann daher mit einem
anderen Druckmittelmedium betrieben werden. So ist es bei
spielsweise vorteilhaft, wenn zur Druckmittelversorgung des
Kraftverstärkers und zur Beaufschlagung des Antriebskolbens
ein Mineralöl verwendet wird, da dieses günstige Schmiereigen
schaften hat und die Lebensdauer insbesondere des Pumpenaggre
gats erhöht. Der Hauptbremszylinder und die angeschlossenen
Bremskreise werden hingegen mit Bremsflüssigkeit gefüllt, die
für die Temperaturbeanspruchung in der Bremsanlage ausgelegt
ist.
Um die gesteuerten Betätigungsbewegungen des Hauptbremszylin
ders bei der Bremsschlupfregelung nicht am Bremspedal fühlbar
werden zu lassen, ist der Rückstellkolben vorgesehen, der den
Verstärkerkolben und das Bremspedal während der Regelung in
die Ausgangsstellung zurückbewegt. Dieser Vorgang signalisiert
dem Fahrer, daß die Bremsschlupfregelung eingesetzt hat. Über
die ausgeübte Betätigungskraft ist der Fahrer dabei weiterhin
in der Lage, den Druck in der Verstärkerkammer und damit auch
den Betätigungsdruck in der Bremsanlage zu steuern.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
der Rückstellkolben mit dem Druck in der Verstärkerkammer
beaufschlagbar ist, wobei seine hydraulische Wirkfläche die
hydraulische Wirkfläche des Verstärkerkolbens übersteigt. Dies
hat den Vorteil, daß der Rückstellkolben so lange wirksam ist,
solange in der Verstärkerkammer ein Druck aufgebaut ist.
Zur Steuerung des Rückstellkolbens ist der Rückstellzylinder
in Weiterbildung des Erfindungsgedankens über ein stromlos
offenes Magnetventil mit einem drucklosen Behälter und über
ein stromlos geschlossenes Magnetventil mit der Verstärker
kammer verbunden, wobei beide Magnetventile gemeinsam durch
die Bremsschlupf-Regeleinrichtung ansteuerbar sind.
Um das Übersetzungsverhältnis zwischen Bremspedal und Haupt
zylinderkolben auch während der Bremsschlupfregelung beizu
behalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die hydraulische
Wirkfläche des Antriebskolbens gleich der hydraulischen Wirk
fläche des Verstärkerkolbens ist. Da der Antriebskolben eben
falls mit dem Druck in der Verstärkerkammer beaufschlagt wird,
bleibt das Verhältnis zwischen der Betätigungskraft am Brems
pedal und den maximalen Bremsdrücken in der Bremsanlage auch
während der Bremsschlupfregelung unverändert.
Die erfindungsgemäße Bremsanlage eignet sich auch zur Regelung
des Antriebsschlupfes beim Anfahren des Fahrzeugs. Hierzu ist
erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Zylinderraum des Antriebs
kolbens über ein Ventil, das durch eine Antriebsschlupf-Regel
einrichtung steuerbar ist, an die Druckmittelquelle und durch
Ansteuerung der durch die Bremsschlupf-Regeleinrichtung steuer
baren Ventileinrichtung an den drucklosen Behälter anschließ
bar ist, wobei die den Radbremszylindern der Antriebsräder des
Fahrzeugs vorgeschalteten Ventile in der Bremsleitung durch
die Antriebsschlupf-Regeleinrichtung steuerbar sind. Die
erfindungsgemäße Bremsanlage hat somit den Vorteil, daß zur
Antriebsschlupfregelung lediglich ein zusätzliches Ventil
erforderlich ist. Um ein für die Antriebsschlupfregelung
günstiges Druckniveau zu erhalten, ist erfindungsgemäß dem
durch die Antriebsschlupf-Regeleinrichtung steuerbaren Ventil
ein Druckminderventil vorgeschaltet.
Die in die Bremsleitung geschaltete Ventilanordnung weist nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung stromlos offene Elek
tromagnetventile auf, von denen jeweils eines einem Radbrems
zylinder vorgeschaltet ist und in Parallelschaltung zu jedem
Elektromagnetventil ein zum Hauptbremszylinder hin öffnendes
Rückschlagventil vorgesehen ist, das bei Einsetzen der Brems
schlupfregelung sperrbar ist. Hierdurch wird die Betriebs
sicherheit der Bremsanlage erhöht, da auch bei einem Klemmen
eines Elektromagnetventils der Bremsdruck über die Rückschlag
ventile zum Hauptbremszylinder abgebaut werden kann, sobald
durch Abfall der Bremsschlupfregelung die Rückschlagventile
entsperrt sind.
Vorzugsweise sind die Steuereingänge der sperrbaren Rück
schlagventile an den Rückstellzylinder angeschlossen. Die
Sperrung der Rückschlagventile erfolgt daher nur, wenn bei
Einsetzen der Bremsschlupfregelung im Rückstellzylinder ein
Druck aufgebaut wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthalten
die sperrbaren Rückschlagventile ein Kugelsitzventil, auf
dessen Ventilkugel ein gestufter Sperrkolben in Schließrich
tung einwirkt, dessen größere, in Sperrrichtung beaufschlagte
Kolbenstirnfläche größer ist als die wirksame Ventilsitzfläche.
Um die Rückstellbewegung des Rückstellkolbens zu verzögern und
Stöße am Bremspedal zu vermeiden ist erfindungsgemäß zwischen
dem Rückstellzylinder und dem Rückstellventil eine Drossel
angeordnet. Weiterhin ist erfindungsgemäß zwischen dem An
triebskolben und dem Hauptbremszylinder ein mit der Atmosphäre
verbundener Raum vorgesehen durch den auch bei Undichtigkei
ten eine Vermischung der unterschiedlichen Druckmittelmedien
im Hauptbremszylinder und im Verstärkerkreis vermieden wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei
spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Bremsanlage
mit einem Längsschnitt durch den aus Hauptbremszy
linder und Kraftverstärker bestehenden Bremsdruckgeber
und
Fig. 2 ein Längsschnitt durch ein sperrbares Rückschlag
ventil.
Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Bremsanlage enthält
einen Tandemhauptbremszylinder 1 mit zwei getrennten Arbeits
kammern 2, 3, die durch einen Betätigungshub eines Druck
stangenkolbens 4 und eines Schwimmkolbens 5 verkleinerbar
sind. Im Druckstangenkolben 4 ist ein Zentralventil 6 und im
Schwimmkolben 5 ein Zentralventil 7 angeordnet. Die Zentral
ventile 6, 7 verbinden in ihrer dargestellten, offenen Grund
stellung die Arbeitskammern 2, 3 mit Nachlaufräumen 8, 9, die
an einen drucklosen Nachlaufbehälter 10 angeschlossen sind.
Von den Arbeitskammern 2, 3 des Tandemhauptbremszylinders
führen getrennte Bremsleitungen 11, 12 zu stromlos offenen
Magnetventilen 13, 14, 15, 16, die vorzugsweise in einem
Ventilblock angeordnet sind. An das Magnetventil 13 ist die
linke Vorderradbremse VL, an das Magnetventil 14 die rechte
Hinterradbremse HR, an das Magnetventil 15 die rechte Vorder
radbremse VR und an das Magnetventil 16 die linke Hinterrad
bremse HL eines Fahrzeugs angeschlossen. Parallel zu jedem
Magnetventil 13 bis 16 ist ein sperrbares Rückschlagventil 17,
18, 19, 20 geschaltet. Die sperrbaren Rückschlagventile 17 bis
20 sind an eine gemeinsame Steuerleitung 21 angeschlossen und
können bei druckloser Steuerleitung 21 vom Druck in den Rad
bremszylindern der Radbremsen VL, HR, VR, HL in Richtung auf
den Tandemhauptbremszylinder 1 aufgestoßen werden.
Der Tandemhauptbremszylinder 1 ist an einem hydraulischen
Kraftverstärker 22 angeordnet. Der Kraftverstärker 22 besteht
aus einem zylindrischen Gehäuse 23 mit einer gestuften Zentral
bohrung, mit einem größeren Bohrungsabschnitt 24, einem mitt
leren Bohrungsabschnitt 25 und einem kleineren Bohrungsab
schnitt 26, die hintereinander angeordnet sind. Im Bohrungs
abschnitt 26 befindet sich ein Verstärkerkolben 27, der eine
Verstärkerkammer 28 in dem dem Tandemhauptbremszylinder
entgegengesetzten Ende des Gehäuses 23 begrenzt. Der Verstär
kerkolben 27 enthält eine Ventilvorrichtung 29, die über einen
Steuerkolben 30 betätigbar ist und die Verstärkerkammer 28
wechselweise mit einem Druckraum 31 oder einem Rücklaufraum 32
verbindet. Der Druckraum 31 und der Rücklaufraum 32 sind durch
Ringnuten in der Mantelfläche des Verstärkerkolbens 27 ge
bildet. Zur Betätigung der Ventilvorrichtung 29 ist der Steuer
kolben 30 über eine Druckstange 33 mit einem nicht dargestell
ten Bremspedal verbunden.
In dem mittleren Bohrungsabschnitt 25 befindet sich ein Rück
stellkolben 34, der einstückig mit dem Verstärkerkolben 27
ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser den Außendurchmesser
des Verstärkerkolbens 27 übersteigt. Der Rückstellkolben 34
trennt eine Rückstellkammer 35 von dem Rücklaufraum 32. Auf
ihrer dem Rückstellkolben 34 abgewandten Seite wird die Rück
stellkammer 35 durch ein Zylindergehäuse 36 begrenzt, das in
den Bohrungsabschnitt 24 eingesetzt und durch eine formschlüs
sige Verbindung dort befestigt ist. Eine einstückig mit dem
Rückstellkolben 34 ausgebildete Kolbenstange 37 ragt in einen
Zylinderraum 38 im Inneren des Zylindergehäuses 36 hinein und
liegt dort an einem Antriebskolben 39 an, der den Zylinderraum
38 auf der dem Tandemhauptbremszylinder 1 zugewandten Seite
verschließt. Der Antriebskolben 39 hat eine Kolbenstange, über
die er unmittelbar auf den Druckstangenkolben 4 einwirkt.
Zwischen dem Antriebskolben 39 und dem Ende des Tandemhaupt
bremszylinders 1 befindet sich ein Raum 40, der mit der
Atmosphäre in Verbindung steht.
Der Druckraum 31 ist über eine Druckleitung 41 an einen Druck
speicher 42 angeschlossen, der von einem nicht dargestellten
Pumpenaggregat geladen wird. Über eine Rücklaufleitung 43 ist
der Rücklaufraum 32 an einen drucklosen Behälter 44 ange
schlossen. Von der Rücklaufleitung 43 zweigt eine Leitung 45
ab die über ein stromlos offenes Magnetventil 46 zu der
Rückstellkammer 35 führt. Eine weitere Leitung 47 führt von
der Rücklaufleitung 43 über ein stromlos offenes Magnetventil
48 zu dem Zylinderraum 38 hinter dem Antriebskolben 39. Paral
lel zu dem Magnetventil 48 ist der Zylinderraum 38 über eine
Druckleitung 49 mit der Druckleitung 41 des Druckspeichers 42
verbunden. In der Druckleitung 49 befinden sich hintereinander
ein stromlos geschlossenes Magnetventil 50 und ein Druckminder
ventil 51.
Von der Verstärkerkammer 28 führt eine Verbindungsleitung 52
über ein stromlos geschlossenes Magnetventil 53 und eine
Drossel 56 zur Rückstellkammer 35 und eine Verbindungsleitung
54 über ein stromlos geschlossenes Magnetventil 55 zum Zylin
derraum 38. Auch die Steuerleitung 21 steht über einen Ab
schnitt der Verbindungsleitung 54 unmittelbar mit der Ver
stärkerkammer 28 in Verbindung.
In Fig. 2 ist eine Ausgestaltung der sperrbaren Rückschlag
ventile 17 bis 20 im Schnitt dargestellt. In einem Gehäuse 60
ist ein Kugelsitzventil mit einer Ventilkugel 61 und einem
Ventilsitzring 62 angeordnet. Die Ventilkugel befindet sich in
einer Aussparung in der Stirnfläche eines gestuften Sperr
kolbens 63 der mit einer kleineren Stirnfläche auf die Ventil
kugel 61 in Schließrichtung einwirkt. Die größere Stirnfläche
des Sperrkolbens 63 liegt in einem Steuerraum 64, der an die
Steuerleitung 21 angeschlossen ist. Ein Ringraum 65 zwischen
den beiden Stufen des Sperrkolbens 63 steht mit der Atmosphäre
in Verbindung. Das Kugelsitzventil ist über einen zentralen An
schluß 66 mit dem Radbremszylinder einer Radbremse und über
einen radialen Anschluß 67 mit der zum Tandemhauptzylinder 1
führenden Bremsleitung 11 bzw. 12 verbunden. Ist der Steuer
raum 64 drucklos, so kann die Ventilkugel 61 von einem Druck
am Anschluß 66 aufgestoßen werden, während sie durch einen
Druck am Anschluß 67 gegen den Ventilsitzring 62 gedrückt wird
und den Ventildurchgang schließt. Wird der Steuerraum 64 mit
Druck beaufschlagt, so ist die auf den Sperrkolben 63 in
Schließrichtung einwirkende Druckkraft genügend groß, um die
Ventilkugel 61 gegen die Drücke an den Anschlüssen 66 und 67
in Anlage am Ventilsitzring 62 zu halten. In diesem Falle
bleibt das Ventil geschlossen.
Die beschriebene Bremsanlage ist zum einen für normale Brem
sungen vorgesehen, bei denen die am Bremspedal ausgeübte Be
tätigungskraft durch den Kraftverstärker 22 verstärkt wird.
Bei solchen Bremsungen arbeitet der Kraftverstärker 22 in
üblicher Weise und die Magnetventile 13 bis 16, 46, 48, 50
53, 55 bleiben während des gesamten Bremsvorganges in der in
Fig. 1 gezeigten Stellung. In dieser Stellung sind die Rück
stellkammer 35 und der Zylinderraum 38 an den Behälter 44 an
geschlossen und bleiben somit drucklos. Der hierbei in den
Arbeitskammern 2, 3 des Tandemhauptzylinders 1 aufgebrachte
Bremsdruck gelangt über die Bremsleitungen 11, 12 und die in
ihrer Grundstellung offenen Magnetventile 13 bis 16 ungehin
dert zu den Radbremsen VL, HR, VR, HL und werden beim Lösen
der Bremse auf dem gleichen Weg zum Tandemhauptzylinder
wieder abgebaut.
Um ein Blockieren der Radbremsen bei starken Bremsungen zu
vermeiden, ist die Bremsanlage weiterhin an eine elektrische
Bremsschlupf-Regeleinrichtung angeschlossen, die über Sensoren
die Drehbewegung der Räder des Fahrzeuges überwacht und bei
Blockierneigung einer Radbremse nach einem vorgegebenen Regel
verfahren die Magnetventile 13 bis 16, 46, 48, 53 und 55
steuert. Beim Betrieb der Bremsschlupf-Regeleinrichtung ergibt
sich folgende Funktion:
Ausgangssituation für das Einsetzen der Bremsschlupfregelung
ist ein Bremsbetätigungsvorgang, bei dem die Radbremsen VL,
HR, VR, HL mit einem bestimmten Druck beaufschlagt sind.
Hierbei sind der Verstärkerkolben 27 mit dem Rückstellkolben
34, der Antriebskolben 39, der Druckstangenkolben 4 und der
Schwimmkolben 5 in Betätigungsrichtung verschoben und in die
Verstärkerkammer 28 ist ein Druck eingesteuert, der den Ver
stärkerkolben 27 in seiner Betätigungsstellung hält und gleich
zeitig den Steuerkolben 30 gegen die am Bremspedal ausgeübte
Betätigungskraft abstützt. Stellt nun die Bremsschlupf-Regel
einrichtung beispielsweise an der linken Vorderradbremse VL
eine Bremsblockierneigung fest, so werden zunächst die Magnet
ventile 14 bis 16 und 46 und 53 angesteuert. Hierdurch werden
die Radbremsen HR, VR HL von den Bremsleitungen 11, 12 ge
trennt. Weiterhin wird die Verbindung von der Rückstellkammer
35 über die Leitung 45 zur Rücklaufleitung 43 und dem Behälter
44 unterbrochen und die Rückstellkammer 35 sowie die Steuer
leitung 21 werden über die Verbindungsleitung 52 mit der
Verstärkerkammer 28 verbunden. Der in die Verstärkerkammer 28
eingesteuerte Druck beaufschlagt daraufhin den Rückstellkolben
34, der aufgrund seiner größeren Wirkfläche den Verstärker
kolben 27 und mit ihm den Steuerkolben 30 und das Bremspedal
in die Ausgangsstellung zurückbewegt. Der Druckstangenkolben 4
des Tandemhauptbremszylinders 1 folgt dieser Bewegung, so daß
der Druck in den Arbeitskammern 2, 3 und den Bremsleitungen
11, 12 völlig abgebaut wird. Dieser Druckabbau wird auch an
der linken Vorderradbremse VL wirksam, da das Magentventil 13
in seiner Offenstellung geblieben ist, so daß die Bremse
gelöst wird und das linke Vorderrad wieder beschleunigt werden
kann. Die übrigen Radbremsen HR, VR, HL bleiben mit dem ein
gesteuerten Druck betätigt, der durch die geschalteten Magnet
ventile 14 bis 16 und die über die Steuerleitung 21 gesperrten
Rückschlagventile 18 bis 20 zurückgehalten wird.
Sobald die Bremsschlupf-Regeleinrichtung eine ausreichende
Wiederbeschleunigung des linken Vorderrades festgestellt hat,
werden die Magnetventile 48 und 55 angesteuert, wodurch der
Zylinderraum 38 vom Behälter 44 getrennt und ebenfalls mit der
Verstärkerkammer 28 verbunden wird. Der Verstärkungsdruck be
aufschlagt daraufhin den Antriebskolben 39, der daraufhin den
Druckstangenkolben 4 verschiebt, bis in den Arbeitskammern 2,
3 der volle Bremsdruck wieder aufgebaut ist. Über das noch
immer offene Magnetventil 13 wird die linke Vorderradbremse VL
erneut betätigt, bis sich aufgrund erneuter Blockierneigung
der zuvor beschriebene Vorgang wiederholt. Die Bremsschlupf
regelung erfolgt somit bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage
ausschließlich durch intermittierenden Druckauf- und Druck
abbau im Tandemhauptbremszylinder 1, mit Hilfe des Antriebs
kolbens 39, wobei die Bewegungen des Antriebskolbens 39 über
die Elektromagnetventile 48 und 55 gesteuert werden. Der
Verstärkerkolben 27 wird während einer Bremsschlupfregelung
von dem Rückstellkolben 34 in seiner Ruhestellung festgehal
ten, wodurch das am Verstärkerkolben 27 abgestützte Bremspedal
vom Druckstangenkolben 4 des Tandemhauptbremszylinders
entkoppelt ist und die Betätigungsbewegungen des Druckstangen
kolbens 4 nicht auf das Bremspedal übertragen werden. Tritt an
mehreren Radbremsen eine Blockierneigung auf, so werden sie
ebenfalls über die ihnen zugeordneten Magnetventile 14 bis 16
jeweils dann mit der Bremsleitung 11 bzw. 12 verbunden, wenn
der dort augenblicklich herrschende Druck dem angestrebten
Regelvorgang entspricht. Während der Druckaufbau und Druckab
bau im Tandemhauptbremszylinder 1 intermittierend erfolgt,
werden über die Magnetventile 13 bis 16 die Radbremsen VL, HR,
VR, HL jeweils dann mit dem Tandemhauptbremszylinder 1 ver
bunden, wenn der Druck im Tandemhauptbremszylinder 1 gerade
dem Wert entspricht, der an der jeweiligen Radbremse erreicht
werden soll.
Bei dem intermittierenden Betätigen und Lösen des Tandemhaupt
zylinders 1 kann es zum Nachsaugen von Druckmittel aus dem
Nachlaufbehälter 10 in die Arbeitskammern 2, 3 kommen. Dies
ist jedoch unschädlich, da in den Bremslösephasen das nachge
saugte Druckmittel über die dann offenen Zentralventile 6, 7
wieder zum Nachlaufbehälter 10 zurückströmen kann.
Nach Beendigung eines Bremsschlupf-Regelvorganges, beispiels
weise durch Entfallen der Blockierneigung, bleibt die Brems
schlupf-Regeleinrichtung noch für einige Sekunden in Bereit
schaft und die Magnetventile 46, 53 entsprechend lang noch
angesteuert. Hierdurch wird erreicht, daß bei einem kurzen
Aussteigen der Bremsschlupfregelung das Bremspedal nicht
unnötig in Bewegung gebracht wird.
Während der Bremsschlupfregelung wird der gewünschte Brems
druck ausschließlich durch die Betätigungskraft am Bremspedal
und somit am Steuerkolben kontrolliert. Der üblicherweise vor
handene Betätigungsweg des Bremspedals entfällt und reduziert
sich auf den sehr geringen Steuerweg des Steuerkolbens 30.
Die beschriebene Bremsanlage kann weiterhin zur Regelung des
Schlupfes an den Antriebsrädern des Fahrzeugs eingesetzt
werden, um ein Durchdrehen der Antriebsräder beim Beschleuni
gen zu verhindern. Hierfür ist eine elektrische Antriebsschlupf-
Regeleinrichtung vorgesehen, durch die die Magnetventile 13
15, der an den Antriebsrädern angeordneten Vorderradbremsen
VL, VR und die Magnetventile 48, 50 ansteuerbar sind. Die
Antriebsschlupf-Regeleinrichtung ist im allgemeinen mit der
Bremsschlupf-Regeleinrichtung verknüpft und erfaßt die Drehbe
wegung der Antriebsräder über die Sensoren der Bremsschlupf-
Regeleinrichtung. Die Wirkungsweise beim Betrieb der Antriebs
schlupf-Regeleinrichtung ist folgende:
Wird beim Anfahren an den Antriebsrädern Schlupf festgestellt,
so werden zunächst die Magnetventile 13 bis 16 und die Magnet
ventile 48 und 50 angesteuert. Hierdurch werden alle Radbrem
sen VL, HR, VR, HL von dem sich in Bremslösestellung befind
lichen Tandemhauptzylinder 1 getrennt. Weiterhin wird die Ver
bindung von dem Zylinderraum 38 zum Behälter 44 unterbrochen
und über die Druckleitung 49 Druckmittel aus dem Druckspeicher
42 mit einem durch das Druckminderventil 51 reduzierten Druck
in den Zylinderraum 38 geleitet. Der Antriebskolben 39 be
tätigt dadurch den Druckstangenkolben 4 und baut in den Ar
beitskammern 2, 3 des Tandemhauptzylinders 1 einen Druck auf,
der nun durch Zurückschalten des Magnetventils 13 oder 15 zu
der jeweiligen Vorderradbremse VL oder VR gesteuert wird, um
das jeweils durchdrehende Rad abzubremsen. Zum Wiederbeschleu
nigen des gebremsten Antriebsrades werden anschließend die
Magnetventile 48, 50 zurückgesteuert, wodurch der Druck im
Zylinderraum 38 wieder abgebaut wird und der Tandemhauptzy
linder 1 wieder in Bremslösestellung gelangt, so daß die zu
geschaltete Radbremse über den Tandemhauptzylinder 1 wieder
gelöst werden kann. Dieser Vorgang kann sich intermittierend
wiederholen ähnlich wie dies bereits zuvor bei der Brems
schlupfregelung beschrieben wurde. Die Rückschlagventile 17
bis 20 werden bei der Antriebsschlupfregelung nicht gesperrt,
da der Kraftverstärker unbetätigt bleibt und in der Verstär
kerkammer 28 kein Verstärkungsdruck zur Verfügung steht. Dies
hat zur Folge, daß bei gleichzeitiger Ansteuerung beider Vor
derradbremsen VL, VR der Druckabbau und damit das Lösen der
Bremsen immer snychron erfolgt. Die beiden Vorderradbremsen
können daher nur während der Druckaufbauphase unterschiedlich
angesteuert werden.
Die beschriebene Bremsanlage ist auch ohne Verwendung der
sperrbaren Rückschlagventile 17 bis 20 funktionsfähig. Die
sperrbaren Rückschlagventile 17 bis 20 bewirken jedoch eine
Erhöhung der Betriebssicherheit, da sie das Lösen der Rad
bremsen auch dann gewährleisten, wenn eines der Magnetventile
13 bis 16 in seiner geschalteten Sperrstellung hängenbleibt.
Weiterhin ermöglichen die sperrbaren Rückschlagventile einen
fein dosierten Druckabbau beim Lösen der Bremse, unabhängig
von der jeweiligen Schaltstellung der Elektromagnetventile 13
bis 16 und vermeiden damit unterschiedliche Bremsdrücke und
unterschiedliche Bremskräfte an den einzelnen Radbremsen.
- Bezugszeichenliste:
1 Hauptbremszylinder
2 Arbeitskammer
3 Arbeitskammer
4 Druckstangenkolben
5 Schwimmkolben
6 Zentralventil
7 Zentralventil
8 Nachlaufraum
9 Nachlaufraum
10 Nachlaufbehälter
11 Bremsleitung
12 Bremsleitung
13 Magnetventil
14 Magnetventil
15 Magnetventil
16 Magnetventil
17 Rückschlagventil
18 Rückschlagventil
19 Rückschlagventil
20 Rückschlagventil
21 Steuerleitung
22 Kraftverstärker
23 Gehäuse
24 Bohrungsabschnitt
25 Bohrungsabschnitt
26 Bohrungsabschnitt
27 Verstärkerkolben
28 Verstärkerkammer
29 Ventilvorrichtung
30 Steuerkolben
31 Druckraum
32 Rücklaufraum
33 Druckstange
34 Rückstellkolben
35 Rückstellkammer
36 Zylindergehäuse
37 Kolbenstange
38 Zylinderraum
39 Antriebskolben
40 Raum
41 Druckleitung
42 Druckspeicher
43 Rücklaufleitung
44 Behälter
45 Leitung
46 Magnetventil
47 Leitung
48 Magnetventil
49 Druckleitung
50 Magnetventil
51 Druckminderventil
52 Verbindungsleitung
53 Magnetventil
54 Verbindungsleitung
55 Magnetventil
56 Drossel
60 Gehäuse
61 Ventilkugel
62 Ventilsitzring
63 Sperrkolben
64 Steuerraum
65 Ringraum
66 Anschluß
67 Anschluß
Claims (12)
1. Hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem
durch ein Bremspedal betätigbaren Hauptbremszylinder, an den
über eine oder mehrere Bremsleitungen Radbremszylinder ange
schlossen sind, einem hydraulischen, von einer Druckmittel
quelle gespeisten Kraftverstärker, der zur Verstärkung der
Betätigungskraft zwischen das Bremspedal und den Hauptbrems
zylinder geschaltet ist und in einer Verstärkerkammer einen
Verstärkerkolben aufweist, dessen Druckbeaufschlagung durch
das Bremspedal steuerbar ist, und mit einer in eine Bremslei
tung oder mehrere geschalteten, durch eine Bremsschlupf-
Regeleinrichtung steuerbaren Ventilanordnung, durch die die
Bremsleitung sperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verstärkerkolben (27) mit einem in einem Rückstellzylinder
(35) angeordneten Rückstellkolben (34) verbunden ist, der über
ein durch die Bremsschlupf-Regeleinrichtung steuerbares Rück
stellventil (46, 53) in Bremslöserichtung druckbeaufschlagbar
ist, wobei die vom Rückstellkolben (34) erzeugbare Rückstell
kraft größer ist als die Betätigungskraft am Verstärkerkolben
(27), und daß zwischen dem Verstärkerkolben (27) und dem
Hauptbremszylinder (1) ein Antriebskolben (39) in einem ge
trennten Zylinderraum (38) angeordnet ist, der über eine durch
die Bremsschlupfregeleinrichtung steuerbare Ventileinrichtung
(48, 55) wechselweise mit der Verstärkerkammer (28) oder mit
einem drucklosen Behälter (44) verbindbar ist.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Rückstellkolben (34) mit dem Druck in der Verstärkerkammer
(28) beaufschlagbar ist, wobei seine hydraulische Wirkfläche
(A 2) die hydraulische Wirkfläche (A 1) des Verstärkerkolbens
übersteigt.
3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Rückstellzylinder (35) über ein stromlos offenes
Magnetventil (46) mit einem drucklosen Behälter (44) und über
ein stromlos geschlossenes Magnetventil (53) mit der Verstär
kerkammer (28) verbindbar ist, wobei beide Magnetventile (46,
53) gemeinsam durch die Bremsschlupf-Regeleinrichtung ansteuer
bar sind.
4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die hydraulische Wirkfläche (A 3) des An
triebskolbens (39) im wesentlichen gleich der hydraulischen
Wirkfläche (A 1) des Verstärkerkolbens (27) ist.
5. Bremsanlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zylinderraum (38) des Antriebskolbens
(39) über ein Ventil (50), das durch eine Antriebsschlupf-
Regeleinrichtung steuerbar ist, an die Druckmittelquelle (42)
und durch Ansteuerung der durch die Bremsschlupf-Regelein
richtung steuerbaren Ventileinrichtung (48) an den drucklosen
Behälter (44) anschließbar ist, wobei die den Radbremszylin
dern (VL, VR) der Antriebsräder des Fahrzeugs vorgeschalteten
Ventile (13, 15) in der Bremsleitung (11, 12) durch die An
triebsschlupf-Regeleinrichtung steuerbar sind.
6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
dem durch die Antriebsschlupf-Regeleinrichtung steuerbaren
Ventil (50) ein Druckminderventil (51) vorgeschaltet ist.
7. Bremsanlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß die in eine oder mehrere Bremsleitungen
(11, 12) geschaltete Ventilanordnung stromlos offene Elektro
magnetventile (13-16) aufweist, von denen jeweils eines einer
Radbremse (VL, HR, VR, HL) vorgeschaltet ist und daß in
Parallelschaltung zu jedem Elektromagnetventil (13-16) ein zum
Hauptbremszylinder (1) hin öffnendes Rückschlagventil (17-20)
vorgesehen ist, das bei Einsetzen der Bremsschlupfregelung
sperrbar ist.
8. Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereingänge (21) der sperrbaren Rückschlagventile an
den Rückstellzylinder (35) angeschlossen sind.
9. Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereingänge (21) der sperrbaren Rückschlagventile
unmittelbar an die Verstärkerkammer (28) angeschlossen sind.
10. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die sperrbaren Rückschlagventile (17-20)
ein Kugelsitzventil enthalten, auf dessen Ventilkugel (61) ein
gestufter Sperrkolben (63) in Schließrichtung einwirkt, dessen
größere in Sperrichtung beaufschlagte Kolbenstirnfläche größer
ist als die wirksame Ventilsitzfläche (62).
11. Bremsanlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Rückstellzylinder (38) und
dem Rückstellventil (53) eine Drossel (56) angeordnet ist.
12. Bremsanlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Antriebskolben (39) und dem
Hauptbremszylinder (1) ein mit Atmosphäre verbundener Raum
(40) vorgesehen ist.
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