DE3729543A1

DE3729543A1 - Bremsanlage mit schlupfregelung

Info

Publication number: DE3729543A1
Application number: DE19873729543
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dehio
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1989-03-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit Schlupf regelung, bestehend aus einem pedalbetätigten, vorzugsweise hilfskraftunterstützten Bremsdruckgeber mit einem eine Längsbohrung aufweisenden Hauptzylinder mit einem Primär kolben und einem Sekundärkolben, an den über Haupt-Brems leitungen die Radbremsen angeschlossen sind, aus mindestens einer hydraulischen Hilfsdruckpumpe sowie aus Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Rad drehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Brems druck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupfregelung in die Druckmittelleitungen eingefügte elektromagnetisch betätig bare Druckmittel-Einlaßventile und -Auslaßventile steuerbar sind, wobei ein erstes und ein zweites Zentral-Regelventil vorgesehen sind, die in Bremslösestellung Druckmittelver bindungen zwischen einem Druckmittelvorratsbehälter und einem Primär- und Sekundärdruckraum öffnen und in der Bremsstellung diese Druckmittelverbindungen schließen.

Eine derartige schlupfgeregelte Bremsanlage ist aus der DE-OS 36 01 914 bekannt. Die darin beschriebene hydrau lische Bremsanlage besitzt einen Hauptzylinder mit vorge schaltetem Unterdruck-Bremskraftverstärker und ist mit einem Hilfsdruck-Versorgungssystem ausgerüstet. An jede Arbeitskammer im Hauptzylinder sind eine oder mehrere Rad bremsen, das Hilfsdruck-Versorgungssystem und über ein Regelventil ein Druckausgleichsbehälter angeschlossen. In der pedalseitigen Endlage, die der Kolben im Hauptzylinder bei nicht betätigter Bremse einnimmt, ist dieses Ventil offen und stellt eine Verbindung zu dem Behälter her. Bei Bremsbetätigung schließt das Ventil und bleibt ge schlossen, solange der durch die Pedalbetätigung ausge löste Druck in der Arbeitskammer des Hauptzylinders ge ringer als der Hilfsdruck ist. Beim Einsetzen der Schlupf regelung wird das Hilfsdruck-Versorgungssystem einge schaltet und führt zur Einsteuerung von Druckmittel in die Arbeitskammer. Der Kolben im Hauptzylinder wird dadurch in seine Endlage zurückgestellt. Das Regelventil wird soweit bzw. solange geöffnet, bis die Kräfte am Kolben wieder im Gleichgewicht sind. Daher herrscht auch nach dem Einschal ten des Hilfsdruck-Versorgungssystem in der Arbeitskammer ein geregelter, zur Pedalkraft proportionaler Druck. Mit Hilfe von umschaltbaren Mehrwegeventilen, nämlich Einlaß- und Auslaßventilen, die in den Druckmittelwegen von den Radbremsen zu dem Hauptzylinder und zu Behälter eingefügt sind, wird der Bremsdruck bei Instabilwerden eines Rades variiert und dadurch der Bremsschlupf geregelt.

Es ist auch schon eine Bremsanlage mit einem Unterdruck- Bremskraftverstärker bekannt, bei der zur Erhöhung der Funktionssicherheit in einem Regelfall eine Trennung der beiden hydraulischen Kreise vorgenommen wird, in dem an je einen Kreis eine hydraulische Hilfsdruckpumpe ange schlossen ist.

Weniger vorteilhaft anzusehen ist jedoch bei der bekannten Bremsanlage, daß die Rückstellfeder der beiden Kolben des dem Unterdruck-Bremskraftverstärker nachgeschalteten Tandemhauptzylinders in einem Bremsschlupf-Regelfall, während dessen in den beiden Druckräumen ein hoher hydrau lischer Druck herrscht, nicht in der Lage sind, die Zentral-Regelventile aufzureißen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu gewährleisten, daß bei anstehendem hohem Druck die Zentral-Regelventile sicher geöffnet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß hydraulische Mittel vorgesehen sind, die im Regelfall bei einem vorgegebenen Abstand der Hauptzylinderkolben eine Kraftkomponente aufbringen, die ein sicheres Öffnen der Zentral-Regelventile bewirkt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die hydraulischen Mittel durch eine erste bzw. eine zweite Anschlaghülse gebildet sind, die dynamisch abgedichtet in der Gehäusebohrung angeordnet sind und mit dem Sekundärkolben bzw. dem Boden der Längs bohrung zusammenwirken.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung hervor.

Es zeigt:

Fig. 1 die wichtigsten Bauteile einer schlupfge regelten Bremsanlage nach der Erfindung in vereinfachter Darstellung, teilweise im Schnitt, teilweise rein schematisch; und

Fig. 2 eine Ausführung eines bei der schlupf geregelten Bremsanlage nach Fig. 1 ver wendeten Hauptzylinders.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die erfindungsgemäße Bremsanlage als Bremsdruckgeber 1 ein im wesentlichen aus einem Tandem-Hauptzylinder 2 und einem vorgeschalteten Unterdruck-Verstärker 3 bestehendes hydraulisches Aggregat. Über eine Druckstange 4 wird in bekannter Weise die auf ein Bremspedal 5 ausgeübte Pedal kraft F auf den Unterdruck-Verstärker 3 und von diesem hilfskraftunterstützt auf einen Primärkolben 6 und einen Sekundärkolben 7 des Tandem-Hauptzylinders 2 übertragen.

In der gezeigten Lösestellung der Bremse sind sowohl der Primär- als auch der Sekundärraum 8, 9 des Hauptzylinders 2 über offene Zentral-Regelventile 10, 11, deren Anschluß kanäle 12, 13, sowie schließlich über Nachlaufräume 14, 15, über Anschlußbohrungen 16, 17 und über hydraulische Leitungen 18, 19 mit einem Druckausgleichs- und Druck mittel-Vorratsbehälter 20 verbunden.

Die beiden Bremskreise I, II des Hauptzylinders 2 sind über elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung auf Durchlaß geschaltete Ventile, nämlich sogenannte SO-Ventile oder Einlaßventile 24, 25 bzw. 29, 30, mit den Radbremsen 31, 32; 33, 34 verbunden. Die parallel geschalteten Rad bremsen 31, 32 bzw. 33, 34 sind den Diagonalen zugeordnet.

Die Radbremsen 31, 32, 33, 34 sind außerdem an elektro magnetisch betätigbare, in der Grundstellung gesperrte Aus laßventile 22, 23 bzw. 35, 36, sogenannte SG-Ventile ange schlossen, die über eine hydraulische Rückflußleitung 37 einerseits mit dem Druckausgleichsbehälter 20 und anderer seits über die Saugleitung 61 mit den Saugseiten der Hilfs druckpumpen 21, 26 in Verbindung stehen. Es handelt sich um elektromotorisch (Motor M) angetriebene Hydraulikpumpen. Die elektrischen Anschlüsse "m" und "Masse" sind ebenfalls symbolisch angedeutet. Außerdem ist eine elektrisch arbeitende Funktions-Überwachungsvorrichtung bzw. Über wachungsschaltung 40 vorgesehen, mit der die Arbeitsweise des Motors M überprüfbar ist.

Die Fahrzeugräder sind mit induktiven Sensoren S ₁ bis S ₄ ausgerüstet, die mit einer synchron zur Radumdrehung mitlaufenden Zahnscheibe zusammenwirken und elektrische Signale erzeugen, die das Raddrehverhalten, d.h. die Radge schwindigkeit und deren Änderungen, erkennen lassen. Diese Signale werden über die Eingänge E ₁ bis E ₄ einer elektronischen Signalverarbeitungs- und Verknüpfungs schaltung 28 zugeführt, die Bremsdruck-Steuersignale er zeugt, mit denen beim Erkennen einer Blockiertendenz die Einlaß- und Auslaßventile 22, 23, 24, 25, 29, 30, 35, 36 zeitweise umgeschaltet werden und dadurch der Bremsdruck konstant gehalten, abgebaut und zur gegebenen Zeit wieder erhöht wird. Über die Ausgänge A ₁ bis A ₄ werden hierzu die Betätigungsmagnete der Einlaß- und Auslaßventile ange steuert; die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Anschlüssen A ₁ bis A ₄ und den Wicklungen der Ventile 22, 23, 24, 25, 29, 30, 35, 36 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.

Die Schaltung 28 kann in bekannter Weise durch festver drahtete Schaltkreise oder durch programmierbare elektro nische Bausteine, wie Microcomputer oder Microprozessoren, realisiert werden.

Das Einschaltsignal zum Inbetriebsetzen des Antriebsmotors M der Hilfsdruckpumpen 21, 26, der während einer Schlupf regelung laufen muß, wird über den Anschluß m an den Motor M angelegt.

Die Bremsanlage arbeitet wie folgt:

Bei Bremsbetätigung wird die Pedalkraft F, unterstützt durch die Druckdifferenz im Verstärker 3, auf die Hauptzylinderkolben 6, 7 übertragen. Die Zentral-Regel ventile 10, 11 schließen, so daß sich nunmehr in den Druckräumen 8, 9 und damit in den Bremskreisen I, II Bremsdruck aufbauen kann, der über die Ventile 24, 25 bzw. 29, 30 zu den Radbremsen 31, 32 bzw. 33, 34 gelangt.

Wird nun mit Hilfe der Sensoren S ₁ bis S ₄ und der Schaltung 28 eine Blockiertendenz an einem oder an mehreren Rädern erkannt, so setzt die Schlupfregelung ein. Der Antriebsmotor M der Hilfsdruckpumpen 21, 26 wird einge schaltet, wobei sich in den beiden Einströmleitungen 45, 46 ein Druck aufbaut, der einerseits über die Rückschlag ventile 38, 39 und die Zweigleitungen 47, 48 bzw. 49, 50 und über die Einlaßventile 25, 26 bzw. 29, 30 auf die Radzylinder der Radbremsen 31 bis 34 einwirkt und andererseits die Druckräume 8, 9 des Hauptzylinders 2 beaufschlagt.

Ein Signal der Schaltung 28 führt zur Umschaltung der elektromagnetisch betätigbaren Einlaß-Ventile 24, 25 bzw. 29, 30 und damit zum Absperren der Bremskreise I, II bzw. der Zweigleitungen 47 bis 50. Eine weitere Verschiebung der Hauptzylinderkolben 6, 7 in Betätigungsrichtung sowie eine Entleerung der Druckräume 8, 9 wird verhindert, da nunmehr das Druckmittel von den Hilfsdruckpumpen 21, 26 über die Einströmleitungen 45, 46, die geöffneten Rückschlagventile 38, 39 und die Haupt-Bremsleitungen 62, 63 in die Druck räume 8, 9 einströmt und die Hauptzylinderkolben 6, 7 in ihre Ausgangsstellungen zurückdrückt. Der tatsächliche Bremsdruckverlauf in den Radbremsen 31 bis 34 wird durch die Einlaß- und Auslaßventile 29, 30, 35, 36 festgelegt, denen über die Leitungen A ₁ bis A ₄ weitere schlupf regelnde Bremsdruck-Steuersignale zugeführt werden.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Einlaßventile 24, 25 bzw. 29, 30 noch durch in Bypass-Leitungen 64, 65, 66, 67 parallel geschaltete Rückschlagventile 41, 42 bzw. 43, 44 abgesichert. Diese Rückschlagventile 41, 42 bzw. 43, 44 ermöglichen in besonderen Fällen eine Beendigung der Brems druckregelung bzw. ein Lösen der Radbremsen, da bei noch geschlossenen Einlaßventilen 24, 25 bzw. 29, 30, und Aus laßventilen 22, 23 bzw. 35, 36 Druckmittel aus den Radbremsen 31 bis 34 in die Druckräume 8, 9 zurückströmen kann, wenn die Kolben 6, 7 des Hauptzylinders 2 in die Ausgangsstellung zurückgeschoben sind und die Zentral- Regelventile 10, 11 sich in der Offenstellung befinden.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Tandem-Haupt zylinder 2 ein Hauptzylindergehäuse 60 auf, in dessen Längsbohrung 55 der von einer am Sekundärkolben 7 gefessel ten ersten Rückstellfeder 69 beaufschlagte Primärkolben 6 verschiebbar geführt ist. Die erste Rückstellfeder 69 stützt sich dabei an einer Ringfläche 85 einer ersten An schlaghülse 77 ab, deren Axialbohrung 70 der Aufnahme einer Anschlagschraube 52 des ersten Zentral-Regelventils 10 dient. Das dem Unterdruck-Bremskraftverstärker 3 zugewandte Ende des Primärkolbens 6 ist mit einer Dichtmanschette 87 versehen, die den Hauptzylinder 2 nach außen hin abdichtet.

Die der ersten Rückstellfeder 69 abgewandte Seite der Ringfläche begrenzt eine in der ersten Anschlaghülse 77 ausgebildete Radialnut 83, in der eine erste Dichtman schette 53 so angeordnet ist, daß sie bei Betätigung des Hauptzylinders 2 den Primärdruckraum 8 vom Nachlaufraum 15 des Sekundärdruckraumes 9 trennt. Die erste Anschlaghülse 77 wirkt dabei mit dem Sekundärkolben 7 zusammen, dessen axialer Fortsatz 27 kleineren Durchmessers in die Axial bohrung 70 der Anschlaghülse 77 hineinragt und darin mittels eines Dichtringes 88 statisch abgedichtet ist. Der Sekundärkolben 7 wird von einer zweiten Rückstellfeder 80 beaufschlagt, die sich an einer Ringfläche 86 einer zweiten Anschlaghülse 78 abstützt, deren Axialbohrung 90 der Auf nahme einer zweiten Anschlagschraube 76 des zweiten Zentral-Regelventils 11 dient. Ähnlich wie bei der ersten Anschlaghülse 77 begrenzt auch die der zweiten Rückstell feder 80 abgewandte Seite der Ringfläche 86 eine Radialnut 84, in der eine zweite Dichtmanschette 54 angeordnet ist, die für dynamische Abdichtung der zweiten Anschlaghülse 78 gegenüber der Längsbohrung 55 sorgt. Die statische Ab dichtung der zweiten Anschlaghülse 78 übernimmt ein in deren Stufenbohrung 71 angeordnetes Dichtelement 79, das am Boden 72 der Längsbohrung 55 anliegt.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß bei Beaufschlagen der Druckräume 8, 9 mit hohem Druck in einem Schlupfregelfall auf die beiden Anschlaghülsen 77, 78 hydraulisch bedingte Kräfte wirken, die deren Abheben vom Sekundärkolben 7 bzw. Boden 72 verhindern, und dadurch ein sicheres Öffnen der Zentral-Regelventile 10, 11 bei einem vorgegebenen Abstand der beiden Hauptzylinderkolben 6, 7 gewährleisten.

Als Zentral-Regelventile 10, 11 sind schließlich an sich be kannte Zentralventile vorgesehen. Wie auch die Fig. 2 zeigt, bestehen die Zentralventile aus einem in einer axialen Ausnehmung 68, 73 des Primär- 6 bzw. Sekundärkolbens 7 verschiebbar gelagerten Halter 58, 75, der mit der oben erwähnten Anschlagschraube 52, 76 in Wirkverbindung steht und eine als Ventilschließkörper dienende Ventilkugel 56, 74 in der Lösestellung von ihrem Ventilsitz 57, 82 abhebt. Der Halter 58, 75 einschließlich der Kugel 56, 74 wird in Betäti gungsrichtung mittels einer Schließfeder 59, 81 vorgespannt, die sich an einem nicht näher bezeichneten topfförmigen Teil abstützt. Das Schließen der Zentral-Regelventile 10, 11 erfolgt dabei in einer der Betätigungsrichtung des Haupt zylinders 2 entgegengesetzten Richtung.

Da die Wirkungsweise der Zentral-Regelventile 10, 11 aus der gattungsbildenden Offenlegungsschrift bekannt ist, braucht sie im Zusammenhang mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht erläutert zu werden.

Auflistung der Einzelteile

1 Bremsdruckgeber
2 Hauptzylinder
3 Unterdruck-Verstärker
4 Druckstange
5 Bremspedal
6 Primärkolben
7 Sekundärkolben
8 und 9 Druckräume
10 und 11 Zentral-Regelventile
12 und 13 Anschlußkanal
14 und 15 Nachlaufraum
16 und 17 Anschlußbohrung
18 und 19 hydraulische Leitung
20 Druckmittel-Vorratsbehälter
21 Hilfsdruckpumpe
22 und 23 Auslaßventil, SG-Ventil
24 und 25 Einlaßventil, SO-Ventil
26 Hilfsdruckpumpe
27 Fortsatz
28 Signalverarbeitungs- und Verknüpfungsschaltung
29 und 30 Einlaßventil, SO-Ventil
31 bis 34 Radbremse
35 und 36 Auslaßventil, SG-Ventil
37 Rückflußleitung
38 und 39 Rückschlagventil
40 Überwachungs-Schaltung
41 bis 44 Rückschlagventile
45 und 46 Einströmleitung
47 bis 50 Zweigleitung
51 radiale Ausnehmung
52 erste Anschlagschraube
53 Dichtmanschette
54 Dichtmanschette
55 Längsbohrung
56 Ventilkugel
57 Ventilsitz
58 Halter
59 Schließfeder
60 Hauptzylindergehäuse
61 Saugleitung
62 und 63 Hauptbremsleitung
64 bis 67 Bypass-Leitung
68 Ausnehmung
69 erste Rückstellfeder
70 Axialbohrung
71 Stufenbohrung
72 Boden
73 Ausnehmung
74 Ventilkugel
75 Halter
76 zweite Anschlagschraube
77 erste Anschlaghülse
78 zweite Anschlaghülse
79 Dichtelement
80 zweite Rückstellfeder
81 Schließfeder
82 Ventilsitz
83 Radialnut
84 Radialnut
85 Ringfläche
86 Ringfläche
87 Manschette
88 Dichtring
89 -
90 Axialbohrung

Claims

1. Bremsanlage mit Schlupfregelung, bestehend im wesent lichen aus einem pedalbetätigten, vorzugsweise hilfs kraftunterstützten Bremsdruckgeber mit einem in einem Hauptzylindergehäuse eine Längsbohrung aufweisenden Hauptzylinder mit einem Primärkolben und einem Sekun därkolben, an den über Haupt-Bremsleitungen die Rad bremsen angeschlossen sind, aus mindestens einer hydraulischen Hilfsdruckpumpe sowie aus Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupf regelung in die Druckmittelleitungen eingefügte elek tromagnetisch betätigbare Druckmittel-Einlaßventile und -Auslaßventile steuerbar sind, wobei ein erstes und ein zweites Zentral-Regelventil vorgesehen sind, die in der Bremslösestellung Druckmittelverbindungen zwischen einem Druckmittelvorratsbehälter und einem Primär- und einem Sekundärdruckraum öffnen und in der Bremsstellung diese Druckmittelverbindungen schließen, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulische Mittel (77, 78, 79, 27, 53, 54, 88) vorgesehen sind, die in einem Schlupfregelfall bei einem vorgegebenen Abstand der Kolben (6, 7) des Hauptzylinders (2) eine Kraft komponente aufbringen, die ein sicheres Öffnen der Zentral-Regelventile (10, 11) bewirkt.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die hydraulischen Mittel durch eine erste bzw. eine zweite Anschlaghülse (77 bzw. 78) gebildet sind, die dynamisch abgedichtet in der Längs bohrung (55) angeordnet sind und mit dem Sekundär kolben (7) bzw. dem Boden (72) der Längsbohrung (55) zusammenwirken.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste und zweite Anschlag hülse (77, 78) gegenüber dem Sekundärkolben (7) bzw. dem Boden (72) der Längsbohrung (55) statisch abge dichtet sind.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die dynamische Abdichtung der Anschlaghülsen (77, 78) mittels einer ersten und einer zweiten Dichtmanschette (53, 54) erfolgt.

5. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sekundärkolben (7) an seinem dem Primärkolben (6) zugewandten Ende einen axialen Fortsatz (27) aufweist, der mittels eines Dichtringes (88) abgedichtet in eine Axialbohrung (70) der ersten Anschlaghülse (77) hineinragt.

6. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die statische Abdichtung der zweiten Anschlaghülse (78) gegenüber dem Boden (72) der Längsbohrung (55) mittels eines elastischen Dichtelementes (79) erfolgt, das in einer Stufenbohrung (71) der zweiten Anschlaghülse (78) angeordnet ist und sich am Boden (72) abstützt.

7. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtmanschetten (53, 54) in Radialnuten (83, 84) der Anschlaghülsen (77, 78) ange ordnet sind, die axial nach außen hin durch Ring flächen (85, 86) begrenzt sind, an denen sich eine erste und eine zweite Rückstellfeder (69, 80) abstützen.

8. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die dynamische Abdichtung der ersten Anschlaghülse (77) mittels der ersten Dicht manschette (53) erfolgt, die bei Betätigung des Hauptzylinders (2) den Primärraum (8) von einem Nachlaufraum (15) des Sekundärraumes (9) trennt.