DE3818452A1

DE3818452A1 - Ventileinrichtung fuer eine schlupfgeregelte bremsanlage

Info

Publication number: DE3818452A1
Application number: DE19883818452
Authority: DE
Inventors: Christoph Jung
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1989-12-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventileinrichtung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage zum schnellen Entlüften einer Vakuumkammer eines Bremskraftverstärkers mit einem Rückschlag ventil und einem Sperrventil zwischen der Vakuumquelle und der Vakuumkammer. Eine derartige schlupfgeregelte Bremsanlage ist z.B. in der DE-OS 36 26 388 beschrieben.

Der Bremskraftver stärker besteht aus zwei Kammern, die durch eine bewegliche Wand voneinander getrennt sind. In der Bremslösestellung sind beide Kammern an eine Vakuumquelle angeschlossen. Zur Bremsung wird die hintere Kammer dosiert belüftet. Die daraus resul tierende Bewegung der Trennwand wird auf einen Hauptbremszylin der übertragen, wodurch die an den Hauptbremszylinder ange schlossenen Radbremsen unter Druck gesetzt werden.

Zur Regelung des Bremsschlupfes wird die vordere Kammer von der Vakuumquelle getrennt und ebenfalls belüftet. Die Trennwand fährt zurück in ihre Grundposition, wodurch der Hauptbrems zylinder von der Betätigungskraft entlastet und ein Abbau des Bremsdruckes in den Radbremsen erfolgt. Zum erneuten Druckauf bau wird die vordere Kammer wiederum an die Vakuumquelle ange schlossen. Dazu ist in der Verbindungsleitung zwischen der Vakuumquelle und der vorderen Kammer des Bremskraftverstärkers ein elektomagnetisch betätigtes Ventil eingesetzt, das in seiner Grundposition die Leitung offen hält und in seiner Sperrposition die Leitung unterbricht.

Desweiteren ist ein Rückschlagventil vorgesehen, das zweierlei Funktionen erfüllt, zum einen soll das Rückschlagventil das erzeugte Vakuum im Bremskraftverstärker speichern und konstant halten auch dann, wenn die Vakuumquelle defekt wird. Bei Brems kraftverstärkern, die durch den Motoransaugunterdruck betrieben werden, übernimmt das Vakuumrückschlagventil zusätzlich die Aufgabe, das Eindringen des Kraftstoffluftgemisch in dem Brems kraftverstärker zu verhindern. Vakuumrückschlagventil und Sperrventil sind hintereinander geschaltet. Dabei tritt das folgende Problem auf:

Zur Bremsschlupfregelung muß die vordere Vakuumkammer des Brems kraftverstäkers in kurzen Zeitabständen be- und entlüftet wer den. Das das abgebremste Rad auf eine Bremsdruckänderung sehr schnell durch eine Änderung seines Schlupfes reagiert, ist eine Bremsschlupfregelung nur dann sinnvoll, wenn die Bremsdruck änderung ebenfalls schnell erfolgt.

Im Gegensatz zu hydraulischen Bremskraftverstärkern wird bei pneumatischen Bremskraftverstärkern mit nur geringen Druck differenzen gearbeitet. So beträgt der Unterschied zwischen dem Druckniveau der Vakuumquelle gegenüber dem Vakuum nur 0,8 Bar. Entsprechend groß sind die druckzubeaufschlagenden Flächen, was gleichzeitig impliziert, daß bei einer Bewegung der Trennwand des Bremskraftverstärkers erhebliche Luftmassen bewegt werden müssen.

Daraus resultiert die konstruktive Forderung, daß die Verbin dung zwischen der Vakuumquelle und der Vakuumkammer des Brems kraftverstärkers eine Leitung mit großem Querschnitt sein muß. Auch die Sperrventile sind besonders zu konstruieren, da sie einerseits schnell schalten und andererseits große Querschnitte freigeben müssen. Die gleiche Forderung gilt für das Rückschlagventil, wobei gleichzeitig beachtet werden muß, daß es weiterhin die Aufgabe erfüllen muß, das Eindringen von Kraftstoffluftgemisch in das Bremsgerät zu verhindern.

Eine Konstruktion, die den o.g. Forderungen genügt, ist aufwen dig und teuer. Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit darin Maßnahmen zu ergreifen, die es ermöglichen, daß die schon bekannten Vakuumrückschlagventile (ATE Bremsenhandbuch, München, 1984, S. 109, 110) auch für schlupfgeregelte Bremsan lagen eingesetzt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Rückschlagventil parallel zum Sperrventil angeordnet ist, wobei die Nebenleitung mit dem Rückschlagventil einen kleineren Querschnitt aufweist als die Leitung mit dem Sperrventil. Ein weiterer Vorteil der Anlage besteht nun darin, daß das Sperr ventil in der Vakuumleitung ebenso wie das Ventil zum Ein steuern von Luft in die Vakuumkammer in seiner Grundstellung geschlossen ist. Es können daher gleichartige Ventile einge setzt werden.

Beim Belüften der Vakuumkammer besteht zwar über das Rück schlagventil eine Verbindung zur Vakuumquelle. Da aber diese Verbindung über eine Leitung mit kleinem Querschnitt erfolgt, wird beim Belüften mehr Luft in die Kammern einströmen, als gleichzeitig von der Vakuumquelle abgesaugt werden kann. Es erfolgt daher ein Druckaufbau in der Vakuumkammer, wodurch der Hauptbremszylinderdruck entlastet wird.

Zur erneuten Kraftbeaufschlagung des Hauptbremszylinders wird das Sperrventil in der Vakuumleitung geöffnet, so daß die in den Vakuumkammern vorhandene Luft rasch über eine Leitung mit großem Querschnitt abgesaugt werden kann.

Bei dieser Schaltung ist es nicht mehr möglich, den Druck im Hauptbremszylinder konstant zu halten. Selbst dann, wenn das Sperrventil geschlossen ist und die Vakuumkammern nicht belüf tet wird, werden kleine Luftmengen über das Rückschlagventil abgesaugt, so daß ein Druckaufbau im Hauptzylinder erfolgt. Da aber der Druckanstieg klein ist und die Druckhaltephasen von kurzer Dauer sind, ist dies für die Güte der Regelung ohne Belang.

Zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens wird an Hand einer Figur eine Kraftfahrzeugbremsvorrichtung mit der erfindungsge mäßen Ventileinrichtung beschrieben.

Gemäß der Figur beaufschlagt das Bremspedal 12 eines Kraftfahr zeuges über ein Standardvakuumventil 45 einen Vakuumbremskraft verstärker 14′, der mit einem mechanischen Wegsimulator 46 ver sehen ist und der eine bewegliche Kolbenwand 11′ enthält, die eine Druckkammer 16′ von der Vakuumkammer 17′ trennt. Die Vakuumkammer 17′ ist über eine Leitung 47 an eine Unterdruck quelle 49 angeschlossen. Die Unterdruckquelle 49 ist zweckmäßig das Saugrohr des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges.

Die Druckkammer 16′ ist durch das Standardvakuumventil 45 in bekannter Weise an den Atmophärendruck anschließbar, wodurch die Kolbenwand 11′ entsprechend dem Grad des Niedertretens des Bremspedals 12 verschoben wird. Über ein Schnellschlußventil 50 ist die Druckkammer 16′ mit der Druckkammer 16 eines einen größeren Durchmesser aufweisenden Vakuumbremskraftverstärkers 14 verbunden. Die Vakuumkammer 17 des Vakuumbremskraftverstär kers 14 ist über eine Vakuumleitung 60, die einen Querschnitt von ca. 25 Millimetern aufweist, mit der Vakuumquelle 49 ver bunden. In die Vakuumleitung 60 ist das Sperrventil 57 einge setzt, das die Leitung normalerweise geschlossen hält. Parallel zum Sperrventil ist eine Leitung 61 mit einem Querschnitt von ca. 8 Millimetern gelegt, in die ein Rückschlagventil eingesetzt ist, das zur Vakuumquelle 49 hin öffnet. Weiterhin ist ein Kurzschlußventil 18 vorgesehen, wel ches die Druckkammer 16 mit der Vakuumkammer 17 des Vakuum bremskraftverstärkers 14 verbindet. Statt einer Kurzschluß verbindung zwischen den Kammern 16 und 17 kann auch eine Ver bindung der Vakuumkammer 17 über eine Atmosphärenleitung 20, in die Atmosphärenventil 18′ eingesetzt ist, vorgesehen sein. Die Figur zeigt die Stellung der Ventile 50, 57, 18, 18′ für den Fall, daß keine Bremsschlupfregelung stattfindet. Wird jetzt das Bremspedal 12 niedergedrückt, so erhöht sich der Druck in der Druckkammer 16′ bzw. 16 und die Kolbenwände 11′,11 bewegen sich gemäß der Darstellung in der Figur nach rechts, wobei die Zentralstößel 51 der Kolbenwand 11 die Kolben 52 eines Tandem hauptzylinders 53 beaufschlagt, welche den erforderlichen hy draulischen Druck in zu den Bremskreisen führenden hydrau lischen Leitungen 54, 55 aufbaut.

Wenn jetzt während einer Bremsung von einem Bremsschlupfsensor 56 ein bei beginnender Blockierung eines der Räder erzeugten Bremsschlupfsignal an die Steuerschaltung 15 abgegeben wird, bewirkt diese über die Magnete 44, 21 bzw. 21′ ein Umschalten der Ventile 50, 18 bzw. 18′. In der Konstruktion mit einer Kurz schlußleitung 19, erfolgt ein Druckausgleich zwischen den Kammern 16 und 17, wodurch der Hauptbremszylinder nicht länger belastet ist. In der Alternativkonstruktion wird der Vakuumraum 17 über eine Atmosphärenleitung 20 an die Atmosphäre ange schlossen. Der Atmosphärendruck drängt den Kolben 11 in seine Grundstellung.

Zwar besteht in beiden Fällen die Tendenz die Luft, die in die Kammer 17 eingesteuert wird über die Leitung 61 und das sich öffnende Rückschlagventil 59 abzusaugen. Da die Leitung 61 aber einen kleinen Querschnitt aufweist kann die Luft nicht so schnell abgesaugt werden, wie sie zugeführt wird. Es wird daher ein Gegendruck in der Kammer 17 entstehen. Diese Gegendruck phase ist auch nur von kurzer Dauer, da ihre Länge durch den Regelrhythmus bestimmt wird, der, wie erläutert, hochfrequent ist. In dem kurzen, zur Verfügung stehenden Zeitraum können somit lediglich Luftmengen abgesaugt werden, die für die Funk tionssicherheit der Apparatur keine Rolle spielen.

Um einen erneuten Druckaufbau zu erhalten, werden die Ventile 50 und 18 bzw. 18′ wieder umgeschaltet, und das Ventil 57 geöffnet. Über den großen Querschnitt der Leitung 60 kann nun in einem kurzen Zeitabschnitt die Kammer 17 evakuiert werden, so daß der Hauptzylinder 53 belastet und in den Radbremsen ein Druck aufgebaut werden kann.

Bezugszeichenliste:

11 Kolbenwand
11′ Kolbenwand
12 Bremspedal
14 Vakuumbremskraftverstärker
14′ Vakuumbremskraftverstärker
15 Steuerschaltung
16 Druckkammer
16′ Druckkammer
17 Vakuumkammer
17′ Vakuumkammer
18 Kurzschlußventil
18′ Atmosphärenventil
19 Verbindungsleitung
20 Atmosphärenleitung
21 Elektromagnet
21′ Elektromagnet
44 Elektromagnet
45 Standardvakuumventil
46 Wegsimulator
47 Leitung
49 Unterdruckquelle
50 Schnellschlußventil
51 Zentralstößel
52 Kolben
53 Tandemhauptzylinder
54 Leitung
55 Leitung
56 Radsensoren
57 Vakuumventil
58 Elektromagnet
59 Rückschlagventil
60 Leitung, großer Querschnitt
61 Nebenleitung, kleiner Querschnitt

Claims

1. Ventileinrichtiung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage zum schnellen Entlüften einer Vakuumkammer (17) eines Bremskraftverstärkers (14) mit einem Rückschlagventil (59) und einem Sperrventil (60) zwischen einer Vakuumquelle (49) und der Vakuumkammer (17), dadurch gekennzeich net, daß das Rückschlagventil (59) parallel zum Sperr ventil (57) angeordnet ist, wobei die Nebenleitung (61) mit dem Rückschlagventil (59) einen kleineren Querschnitt auf weist als die Vakuumleitung (60) mit dem Sperrventil (57) .

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sperrventil (57) elektromagnetisch (Elektromagnet 58) betätigt ist.

3. Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Grundstellung des Sperrventils (57) die Vakuumleitung (60) geschlossen ist.

4. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Vakuumkammer (17) über eine Lei tung (19, 20) belüftbar ist, deren Querschnitt größer ist als der der Nebenleitung (61).