DE3922081A1

DE3922081A1 - Blockiergeschuetzte hydraulische bremsanlage

Info

Publication number: DE3922081A1
Application number: DE19893922081
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Volz
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1989-07-05
Publication date: 1991-01-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist in der DE-OS 37 26 598 beschrieben. Die Radbremsen können über ein Einlaßventil an einer Druckquelle und über ein Auslaßventil an einem druck losen Vorratsbehälter angeschlossen werden. Durch das Öffnen und Schließen der Ventile kann der Druck in der Rad bremse unabhängig vom Druck im Hauptzylinder eingeregelt werden. Während einer derartigen Bremsdruckregelung entste hen erhebliche Geräusche, die daher rühren, daß durch Druckschwankungen im System Druckwellen im Druckmittel ausgelöst werden. Diese wiederum lassen Körperschallschwin gungen in den Aggregaten entstehen, die an die sie umgeben de Luft weitergegeben werden.

Es wurden schon verschiedene Vorschläge unterbreitet, diesen Problemen Herr zu werden. So wurden Drossel in die Bremsleitungen und in die Druckleitungen eingefügt, die aber den Nachteil aufweisen, daß der Druckauf- bzw. -abbau verlangsamt wird, wodurch die Güte der Druckregelung verschlechtert wird. Außerdem neigen die Drosseln dazu zu verstopfen. Weiterhin ist ihre Funktion stark abhängig von der Temperatur des Druckmediums, so daß ihre Wirkung nur schwer abzuschätzen ist.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, Ausdehnungskammern in die Bremsleitungen oder in die Druckleitungen einzufügen. Diese haben aber den Nachteil, daß die Volumenaufnahme des gesamten Bremssystems vergrößert wird, wodurch sich der Pedalweg verlängert, ohne daß eine entsprechende höhere Bremswirkung erzielt wird.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, Druckschwankun gen im System mit einfachen Mitteln zu unterbinden, wobei die Wirkung der Mittel unabhängig von Temperatureinflüssen sein soll und durch sie die Volumenaufnahme des Systems nicht vergrößert werden darf.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die im kennzeich nenden Teil des Anspruches 1 genannt sind.

Besonders wirkungsvoll können diese Maßnahmen bei Brems systemen eingesetzt werden, bei denen zur Druckregelung Druckmittel den Radbremsen entnommen bzw. zugeführt wird, ohne daß ein Plungerkolben zwischen der Druckleitung und der Bremsleitung eingefügt ist.

Um eine unnötige Volumenaufnahme des Druckausgleichers zu unterbinden, können ihm Rückschlagventile nachgeschaltet werden.

Eine besonders einfache Ausführungsform besteht darin, einen einfachen Trennkolben zwischen den Druckleitungen vorzusehen.

Dieser Kolben kann auch zweigeteilt werden, wobei zwischen den Teilkolben eine Feder angeordnet wird. Dadurch wird der Druckausgleich zwischen den beiden Kreisen noch weicher erfolgen. Die Feder kann sowohl als Stahlfeder aber auch als hydraulisches Polster ausgebildet sein, das an einem Speicher angeschlossen ist.

Eine weitere einfache Ausführungsform besteht darin, den Kolben als Scheibe auszubilden, die mittels einer Rollmembrane in ein Gehäuse eingehängt ist. Diese Ausfüh rungsform kann preiswert hergestellt werden.

All diese Ausführungsformen haben gemeinsam, daß letztlich ein Druckausgleich zwischen den beiden Druckleitungen eines Zweikreisbremssystems erfolgt.

Besonders interessant wird die Lösung, wenn es sich bei den eingesetzten Pumpen um Hubkolbenpumpen handelt, die so geschaltet sind, daß sie antizyklisch arbeiten. Dies bedeutet, daß sich die eine Pumpe in der Druckphase befindet, wenn die andere in der Saugphase ist und umgekehrt.

Im folgenden soll die Erfindungsidee an einem Ausführungs beispiel erläutert werden. Dazu ist in der Fig. 1 eine Bremsanlage und in den Fig. 2 bis 5 mehrere Möglichkei ten für einen Druckausgleicher dargestellt.

Die Bremsanlage besteht aus einem Hauptbremszylinder 1 und einem dem Hauptbremszylinder 1 vorgeschalteten Unterdruck bremskraftverstärker 2. Der Hauptbremszylinder 1 weist zwei Arbeitskammern 3, 4 auf, die über Bremsleitungen 5, 6 mit den Radbremsen in Verbindung stehen. Dabei wird der erste Bremskreis I von den Bremsen der Räder vorne links und hinten rechts gebildet, während der Bremskreis II sich aus den Bremsen der Räder vorne rechts und hinten links zusam mensetzt.

Jeder Radbremse ist ein Einlaßventil 7 zugeordnet, das in die jeweilige Zweigleitung der Bremsleitung 5 bzw. 6 einge fügt ist. Die Radbremsen stehen weiterhin über eine Ent lastungsleitung 9 mit einem Vorratsbehälter 10 in Verbin dung. In den Zweigleitungen der Entlastungsleitung 9 ist je ein Auslaßventil 8 eingefügt.

Zum Bremssystem gehören weiterhin zwei Pumpen 11 und 12, die von einem gemeinsamen Motor M angetrieben werden. Die Saugseiten der Pumpen stehen über Saugleitungen 13, 14 mit dem Vorratsbehälter 10 in Verbindung. Ihre Druckseiten stehen über Druckleitungen 15, 16 mit den Bremsleitungen 5 bzw. 6 in Verbindung. Bei den Pumpen handelt es sich um Kolbenpumpen mit Saugventilen 17 in den Saugleitungen 13 bzw. 14 und Druckventilen 18 in den Druckleitungen 15 bzw. 16. Die Druckleitungen stehen über einem Druckausgleicher 19 mit den Anschlüssen 21, 22 miteinander in Verbindung. In diesen Ausführungsbeispielen sind Rückschlagventile 20 dargestellt, die dem Druckbegrenzer nachgeschaltet sind. Die Rückschlagventile sind aber nicht zwingend notwendig.

Weiterhin können in der Druckleitung 15, 16 Drosseln vorge sehen werden, die zu einer zusätzlichen Dämpfung der Druck amplituden führen. Die Drosseln können den Rückschlagven tilen nachgeschaltet werden.

Im folgenden sei zunächst die Funktion der Bremsanlage ohne Berücksichtigung des Druckausgleichers 19 dargestellt. In der Grundschaltung der Anlage sind die Pumpen nicht akti viert, die Einlaßventile sind geöffnet und die Auslaßven tile geschlossen. Durch Niedertreten des Pedals wird der Unterdruckbremskraftverstärker 2 angesteuert, so daß der Hauptzylinder 1 von den verstärkten Pedalkräften betätigt wird. In den Bremskreisen I und II, die aus jeweils einem Arbeitsraum 3, 4, der zugehörigen Bremsleitung 5, 6 und den angeschlossenen Radbremsen bestehen, wird ein Druck aufge baut, der die Radbremsen betätigt und zu einer Fahrzeug verzögerung führt. Sobald an einem Rad die angreifenden Bremsmomente größer werden als die übertragbaren Brems kräfte, wird dieses stark verzögert und blockiert. Wenn dieser Zustand von nicht dargestellten Sensoren erfaßt wird, schaltet die Anlage in den Antiblockiermodus. Dazu wird der Pumpenantrieb eingeschaltet und es werden die Ein- und Auslaßventile aktiviert. Zum Druckabbau wird das Auslaßventil geöffnet und das Einlaßventil gesperrt, so daß Druckmittel aus den Radbremsen in den Vorratsbehälter 10 abfließt. Zum Druckaufbau wird das Auslaßventil geschlossen und das Einlaßventil geöffnet, so daß die Pumpe 11 bzw. 12, die dem Bremskreis des blockiergefährdeten Rades zugeordnet ist, Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 10 in die Rad bremse fördern kann. Zum Druckhalten werden beide Ventile geschlossen.

Durch eine entsprechende Ansteuerung der Ventile 7 und 8 kann der Druck unabhängig vom Druck im Hauptzylinder 1 so eingestellt werden, daß der Bremsdruck mit den ubertrag baren Bremskräften harmoniert und das Rad in einem optima len Schlupfbereich läuft.

Durch das abrupte Sperren und Öffnen der Ventile 7 und 8 treten im System extreme Druckschwankungen auf, die unter bunden werden müssen. Dazu ist der Druckbegrenzer 19 vorgesehen.

Ein derartiger Druckbegrenzer besteht gemäß der Fig. 2 aus einem Zylindergehäuse 30, in dessen Bohrung ein Kolben 31 dichtend geführt ist. Dieser begrenzt mit seinen beiden Stirnseiten je einen Raum (erster Raum 32, zweiter Raum 33). Die Räume 32, 33 stehen über je ein Anschluß 21, 22 mit den Bremsleitungen 15 bzw. 16 in Verbindung. An jeder Seite des Kolbens 31 stützt sich eine Feder 34 bzw. 35 ab, so daß der Kolben 31 in einer mittigen Position gehalten wird, in der die beiden Räume 32 und 33 in etwa das gleiche Volumen aufweisen. Anschläge 36, 37 zu beiden Seiten des Kolbens begrenzen dessen Beweglichkeit.

In der Fig. 3 ist eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 dargestellt. Der Kolben 31 wird durch zwei Teilkolben 40, 41 dargestellt, die einen luftgefüllten Zwischenraum 42 einschließen. In diesem Raum ist eine Feder 43 angeordnet, die die Kolben auf Abstand hält. Gemäß der Fig. 4 kann die fehlende Abstützung zwischen den Kolben 40, 41 auch durch eine Gasfeder dargestellt werden. Dazu ist der Zwischenraum 42 mit Hydrauliköl gefüllt, das unter dem Druck eines Gas- oder Federspeichers 52 steht. Eine besonders einfache Ausführung ist in der Fig. 5 dargestellt. Der Kolben ist als Scheibe 60 dargestellt, der mittels einer Rollmembrane mit einem Metallgehäuse 62 aufgehängt ist. Links und rechts der Membrane ist je ein Anschlagstück 63, 64 in das Gehäuse eingesetzt, wobei die Anschlagstücke Ausbeulungen 65 bzw. Ausbuchtungen 66 aufweisen, die in die Kontur der Rollmembrane einpassen. Die Rollmembrane 61 mit der Scheibe 60 kann sich somit jeweils flächig an die Anschlagstücke anlegen.

Werden nun zum Beispiel die Einlaßventile 7 des ersten Bremskreises I plötzlich gesperrt, drängt das Druckmittel volumen von der Pumpe kommend in den Raum 32 und verschiebt den Kolben 31 nach rechts, wodurch ein zu starker Druckauf bau im Bremskreis 1 vermieden wird. Aber auch der gegentei lige Effekt tritt auf. Werden nämlich beide Ventile 7 eines Kreises geöffnet, so besteht momentan ein hoher Druck mittelbedarf. Dieser kann von der Pumpe allein nicht be friedigt werden. Die Folge ohne entsprechende Gegenmaßnahme wäre, daß der Druck in dem jeweiligen Bremskreis zumindest kurzzeitig zusammenbricht. In derartigen Situationen wird der Kolben 31 verschoben, daß der zu dem Bremskreis gehö rende Raum 32 bzw. 33 verkleinert wird und so eine zusätz liche Druckmittelmenge in die Druckleitung gelangt. Dabei wirkt der Druck in dem jeweils anderen Kreis unterstützend. Der Druckausgleich zwischen den beiden Bremskreisen bewirkt somit, daß extreme Druckschwankungen unterdrückt werden. Dies geschieht noch effektiver, wenn wie in der Fig. 3 oder Fig. 4 der Kolben zweistückig ausgeführt ist. Die Feder 43 zwischen den Kolben bewirkt eine zusätzliche Dämpfung, damit extreme Druckspitzen in einem Kreis nicht auf den anderen übertragen werden.

Die Rückschlagventile 20 in den Druckleitungen 15, 16 haben die Aufgabe, bei einer nicht geregelten Bremsung den Druck mittelfluß vom Hauptbremszylinder zum Druckausgleicher 19 zu unterbinden, um die Volumenaufnahme des Bremssystems möglichst klein zu halten. Diese Maßnahme ist insbesondere erforderlich bei den Ausführungsformen nach Fig. 3 und Fig. 4. Nach der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 und der Fig. 5 tritt die Funktion der Rückschlagventile 20 dann hervor, wenn ein Bremskreis ausfällt und der Druck in der intakten Bremsleitung den Kolben 31 bzw. die Scheibe 60 unter Aufnahme von Druckmitteln in dem zugehörigen Raum 32 bzw. 33 des intakten Bremskreises verschiebt.

Bezugszeichenliste

1 Tandemhauptzylinder
2 Unterdruck-Bremskraftverstärker
3 Arbeitskammer
4 Arbeitskammer
5 Bremsleitung
6 Bremsleitung
7 Einlaßventil
8 Auslaßventil
9 Entlastungsleitung
10 Vorratsbehälter
11 Pumpe
12 Pumpe
13 Saugleitung
14 Saugleitung
15 Druckleitung
16 Druckleitung
17 Saugventil
18 Druckventil
19 Druckausgleicher
20 Rückschlagventil
21 Anschluß
22 Anschluß
30 Zylindergehäuse
31 Kolben
32 erster Raum
33 zweiter Raum
34 erste Feder
35 zweite Feder
36 Anschlag
37 Anschlag
40 erster Teilkolben
41 zweiter Teilkolben
42 Zwischenraum
43 Feder
50 Anschlag
51 Anschlag
52 Speicher
60 Scheibe
61 Rollmembran
62 Metallgehäuse
63 Anschlagstück
64 Anschlagstück
65 Ausnehmung
66 Ausbeulung
67 Kontur

Claims

1. Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage mit einem Hauptzylinder (1), der eine erste und eine zweite Arbeitskammer (3, 4) aufweist, mit Radbremszylindern, die über Bremsleitungen (5, 6) einzeln oder in Gruppen an je einem Arbeitsraum (3, 4) angeschlossen sind, mit einer Ventileinrichtung (7, 8) zum Regeln des hydrauli schen Drucks im Radbremszylinder unabhängig vom Druck im Hauptzylinder, mit einer ersten und einer zweiten Pumpe (11, 12), die die hydraulische Energie zum Regeln des Drucks liefern, dadurch gekenn zeichnet, daß die Druckleitungen (15, 16) am Ausgang der Pumpen über einen Druckausgleicher (19) miteinander verbunden sind, wobei der Druckausgleicher einen Kolben (31; 40, 41; 60) aufweist, der von den Drücken in den Druckleitungen (15, 16) gegensinnig beaufschlagt ist und der die Druckleitungen (15, 16) hydraulisch voneinander trennt.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Einlaß ventil (7) und ein Auslaßventil (8) aufweist, wobei das Einlaßventil (7) in die Bremsleitung (5, 6) und das Auslaßventil (8) in eine Rücklaufleitung (9) von den Radbremszylindern zum Vorratsbehälter (10) eingefügt sind, und daß die Pumpen über je eine Saugleitung (13, 40) an den Vorratsbehälter (10) und über je eine Druckleitung (15, 16) an die Bremsleitungen (5 bzw. 6) zwischen dem Hauptzylinder (1) und dem Einlaßventil (7) angeschlossen sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Vorratsbehälter zur Atmosphäre hin offen ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckleitungen (15, 16) zwischen dem Anschluß des Druckausgleichers (19) und der Bremsleitung je ein Rückschlagventil eingefügt ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Pumpen Hubkolbenpumpen (11, 12) sind, die über je ein Saugventil (17) und ein Druckventil (18) verfügen.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hubkolbenpumpen (11, 12) von einem gemeinsamen Motor (M) angetrieben werden, wobei der Motor und die Pumpen so gekoppelt sind, daß die eine Pumpe (11) in der Saugphase ist wenn die andere sich in der Druckphase befindet.

7. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (31; 40, 41) in einem Zylindergehäuse (30) dichtend geführt ist und mit seinen Stirnseiten je einen Raum (32, 33) begrenzt, wobei jeder Raum über einen Anschluß (21 bzw. 22) mit einer Druckleitung (15 bzw. 16) in Verbindung steht.

8. Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß am Kolben (31; 40, 41) zwei gegensinnig wirkende Federn (34, 35) abgestützt sind.

9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bewegung des Kolbens (31) in beide Richtungen durch je einen Anschlag (36 bzw. 37) begrenzt ist.

10. Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kolben in zwei Teilkolben (40, 41) aufgeteilt ist, die einen Zwischenraum (42) einschließen.

11. Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Feder (42) im Zwischenraum (43) angeordnet ist, die sich an den beiden Teilkolben (40, 41) abstützt.

12. Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zwischenraum (42) an einen Speicher (52) angeschlossen ist.

13. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Druckausgleicher (19) aus einem Gehäuse (62) besteht, in dem eine Scheibe (60) mittels einer Rollmembrane (61) eingeknöpft ist.

14. Bremsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß in dem Gehäuse (62) zwei Anschlagteile (63, 64) zu beiden Seiten der Rollmem brane angeordnet sind, wobei die Anschlagstücke Ausnehmungen (65) bzw. Ausbeulungen (66) aufweisen, die der Kontur (67) der Rollmembrane (61) angepaßt sind.