DE3936578A1 - Hydraulische bremsanlage eines fahrzeugs - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Bremsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei derartigen Bremsanlagen ist es erwünscht, beim Wirksamwerden der Einrichtung zur Begrenzung von Antriebsschlupf die Bremsbeläge der Radbremsen möglichst schnell zum Angriff an die Bremsscheibe oder Bremstrommel zu bringen. Dagegen soll beim Erzeugen der ein Durch­ drehen angetriebener Räder verhindernden Bremskraft der Bremsdruck in den Radbremsen mit definierter Geschwindigkeit ansteigen, weil sich hierdurch ein besseres Regelverhalten bei der Zumessung des Bremsdrucks erzielen läßt.

Eine auf dem Markt befindliche Bremsanlage ist mit einem Plunger als Druckerzeuger für den in die Radbremse des durchdrehenden Rades einzusteuernden Bremsdruck ausgestattet. Bei dieser bekannten Ausführungsform ist in den Leitungsweg zwischen einer Steuerventil­ anordnung für den Plunger und diesem eine als Umschaltventil aus­ gebildete Drossel geschaltet. Der bewegliche Ventilkörper dieser Drossel ist mit einem Stößel am Boden des Plungerkolbens abgestützt, wenn dieser seine Ausgangsstellung bei nicht wirksamer Einrichtung zur Antriebsschlupfbegrenzung einnimmt. In der erwähnten Stellung ist die Drossel unwirksam, so daß beim Einsteuern von Druckmittel in den Zylinder des Druckerzeugers zum Zwecke der Antriebsschlupf­ begrenzung der Plungerkolben beschleunigt verschoben und Druckmittel in die Radbremse gefördert wird. Während der Bewegung des Plunger­ kolbens schaltet dann das Ventil in seine andere Stellung um, in der die Drossel wirksam ist. Diese Umschaltung ist abhängig vom Weg des Plungerkolbens und erfolgt dann, wenn dieser eine zum Anlegen des Bremsbelags an die Bremsscheibe oder -trommel ausreichende Menge Druckmittel in die Radbremse ausgestoßen hat.

Die zum Anlegen des Bremsbelags notwendige Druckmittelmenge ist jedoch nicht nur von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp unterschiedlich, sie streut auch innerhalb des gleichen Fahrzeugtyps, beispielsweise aufgrund von Toleranzen der Radbremsen. Es wäre daher erforderlich, die Abweichungen in der Druckmittelmenge z. B. durch Längen­ änderungen am Ventilstößel auszugleichen. Diese Maßnahme ist jedoch mit hohem Aufwand verbunden und berücksichtigt nicht während der Betriebsdauer des Fahrzeugs durch Verschleiß verursachte Änderungen der Bremsanlage.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Bremsanlage mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß Abweichungen im Druckmittelaufnahmevolumen der Radbremse bis zum Anlegen des Brems­ belags völlig unbeachtlich sind, weil die Umschaltung der Drossel druckabhängig erfolgt. Daher kann eine stabile Regelung des Brems­ drucks in der Radbremse des Antriebsschlupf unterworfenen Rades auch genau dann einsetzen, wenn die Radbremse gerade Wirkung entfalten kann. Dies ist besonders bedeutungsvoll bei einem auf einer Fahrbahn mit geringem Reibwert, z. B. auf Eis, befindlichem Fahrzeug, wo bereits sehr geringe Bremsdrücke zur Begrenzung des Antriebs­ schlupfes ausreichen.

Die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Bremsanlage.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schema einer Fahrzeug-Bremsanlage mit einer Einrichtung zur Begrenzung von Antriebsschlupf, Fig. 2 einen Längsschnitt eines Druckerzeugers der Einrichtung und Fig. 3 einen Längsschnitt einer Drossel in der Druckmittelzuführung zum Druckerzeuger in größerem Maßstab.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Bremsanlage 10 eines Fahrzeugs hat einen mit einem Vorratsbehälter 12 für Druckmittel (Bremsflüssigkeit) ausgestatteten Hauptbremszylinder 14, welcher durch ein Bremspedal 16 betätigbar ist. An den Hauptbremszylinder 14 sind die Radbremsen 18 und 20 nicht angetriebener Fahrzeugräder 22 und 24 sowie die Radbremsen 26 und 28 antreibbarer Fahrzeugräder 30 und 32 über Bremsleitungen 34, 36, 38 und 40 angeschlossen. Die Bremsanlage 10 ist mit einer mit dem Hauptbremszylinder 14 ver­ bundenen Einrichtung 42 zur Blockierverhinderung gebremster Räder ausgestattet. Die Einrichtung 42 hat ein elektronisches Steuergerät 44, an welches den nicht angetriebenen Fahrzeugrädern 22 und 24 sowie den antreibbaren Fahrzeugrädern 30 und 32 zugeordnete Dreh­ zahlsensoren 46, 48, 50 und 52 zum Überwachen des Raddrehverhaltens mit Steuerleitungen 54, 56, 58 und 60 angeschlossen sind. Das elektronische Steuergerät 44 schaltet in den jeweiligen Brems­ leitungen 34 liegende Drucksteuerventilanordnungen (in der Zeichnung nicht dargestellt) im Sinne von Vermindern, Halten und Erhöhen des in der entsprechenden Radbremse 18, 20, 26, 28 während einer Bremsung wirkenden Bremsdruckes, wenn das zugeordnete Fahrzeugrad zum Blockieren neigt.

Die hydraulische Bremsanlage 10 weist außerdem eine Einrichtung 70 zur Begrenzung von Antriebsschlupf an den antreibbaren Fahrzeug­ rädern 30 und 32 auf. Die Einrichtung 70 hat einen in der Brems­ leitung 38 des antreibbaren Fahrzeugrades 30 liegenden Druckerzeuger 72 zum Erzeugen von Bremsdruck in der Radbremse 26, wenn das Fahrzeugrad 30 beim Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs zum Durchdrehen neigt. Der als Plunger ausgebildete Druckerzeuger 72 ist mit einer Druckleitung 74 an eine Druckquelle der Einrichtung 42 zur Blockierverhinderung angeschlossen. Die nicht dargestellte Druck­ quelle kann eine Pumpe zur Förderung von Druckmittel oder ein von einer Pumpe gespeister Druckmittelspeicher sein.

In der Druckleitung 74 liegt eine Drucksteuerventilanordnung 76 in Form eines 3/3-Wegeventils, in dessen gezeichneter, von einer Rückstellfeder unterstützter Stellung a die Druckleitung 74 an eine mit dem Vorratsbehälter 12 des Hauptbremszylinders 14 in Verbindung stehende Rückführleitung 78 angeschlossen ist. In der vom elektronischen Steuergerät 44 elektromagnetisch schaltbaren Stellung b der Drucksteuerventilanordnung 76 ist die Druckleitung 74 unter­ brochen, während sie in der elektromagnetisch erzeugten Stellung c zum Druckerzeuger 72 durchgängig ist.

Zwischen der Drucksteuerventilanordnung 76 und dem Druckerzeuger 72 liegt in der Druckleitung 74 außerdem ein Umschaltventil 80 in Form eines 2/2-Wegeventils. In der federunterstützten, gezeichneten Stellung a ist das Umschaltventil 80 durchgängig; in der vom Druck in der Druckleitung 74 schaltbaren Stellung b ist eine Drossel 82 wirksam.

In entsprechender Weise ist in der zur Radbremse 28 des anderen antreibbaren Fahrzeugrades 32 führenden Bremsleitung 40 ein Druck­ erzeuger 84 angeordnet, zu dessen Steuerung eine in einem Zweig 86 der Druckleitung liegende Drucksteuerventilanordnung 88 und ein Umschaltventil 90 vorgesehen sind. Wegen des identischen Aufbaus und der gleichen Wirkungsweise dieser den beiden Radbremsen 26 und 28 zugeordneten Elemente der Einrichtung 70 zur Begrenzung von Antriebsschlupf beschränkt sich die nachfolgende Beschreibung auf den in der Bremsleitung 38 liegenden Druckerzeuger und das in der Druckleitung 74 angeordnete Umschaltventil 80 sowie deren Zusammen­ wirken mit der Drucksteuerventilanordnung 76 beim Auftreten von Antriebsschlupf.

Der in Fig. 2 dargestellte Druckerzeuger 72 hat ein Gehäuse 100 mit einem Zylinderraum 102, in dem ein Plungerkolben 104 aufgenommen ist. Das Gehäuse 100 weist einen Anschluß 106 für die vom Haupt­ bremszylinder 14 kommende und einen Anschluß 108 für die zur Radbremse 26 führende Bremsleitung 38 auf. Beim Betätigen des Bremspedals 16 wird im Hauptbremszylinder 14 Bremsdruck erzeugt, welcher im Druckerzeuger 72 vom Anschluß 106 ausgehend durch einen Kanal 110 und ein mit dem Plungerkolben 104 zusammenwirkendes, bei nicht wirksamer Einrichtung 70 zur Antriebsschlupfbegrenzung offenes Zentralventil 112 im Zylinderraum 102 zum Anschluß 108 übertragen wird.

An den Druckerzeuger 72 ist die Drucksteuerventilanordnung 76 angeflanscht, während das Umschaltventil 80 in das Druckerzeuger­ gehäuse 100 eingefügt ist. Hierzu ist das Gehäuse 100 mit einer quer zur Längsachse des Plungerkolbens 104 verlaufenden Sacklochbohrung 120 versehen (Fig. 3). In der mehrfach abgestuften Bohrung 120 ist ein patronenförmig ausgebildetes Ventilgehäuse 122 aufgenommen und mit einem Bund 124 an einer Bohrungsstufe 126 axial fixiert. Die Bohrung 120 ist durch ein passendes, auf dem Ventilgehäuse 122 aufsitzendes Verschlußstück 128 mit einem Dichtungsring 130 und einer in die Bohrung eingeschraubten Verschlußschraube 132 dicht verschlossen.

In den in Fig. 3 oberen Abschnitt der Bohrung 120 mündet eine mit der Drucksteuerventilanordnung 76 in Verbindung stehende Bohrung 134 ein. Der untere Abschnitt der Bohrung 120 steht durch eine Bohrung 136 mit einem dem Boden 138 des Plungerkolbens 104 zugeordneten Zylinderraum 140 in Verbindung. Vom nicht vom Ventilgehäuse 122 eingenommenen, unteren Abschnitt der Bohrung 120 geht eine mit der Rückführleitung 78 in Verbindung stehende Bohrung 142 aus. Die Bohrung 134 ist gegenüber der Bohrung 136 durch einen zwischen dem Ventilgehäuse 122 und dem Druckerzeugergehäuse 100 angeordneten Dichtungsring 144 abgedichtet. Zwischen der Bohrung 136 und der Bohrung 142 befindet sich ein in entsprechender Weise wirkender Dichtungsring 146.

Das Ventilgehäuse 122 weist eine achsgleich zu seiner Längsachse verlaufende, durchgehende Bohrung 150 auf, welche nach ihrem Mittelabschnitt nach einer Bohrungsstufe 152 im Durchmesser verringert ist. Ein erster Druckmittelzulauf 154 des Ventilgehäuses 122 stellt eine Verbindung zwischen der Bohrung 134 und dem oberhalb der Bohrungsstufe 152 liegenden Abschnitt der Bohrung 150 her, während vom unterhalb der Bohrungsstufe 152 liegenden Abschnitt der Bohrung 150 ein zur Bohrung 136 führender Druckmittelablauf 156 ausgeht. Die Bohrungsstufe 152 ist am Übergang zum durchmesser­ kleineren Abschnitt der Bohrung 150 des Ventilgehäuses 122 als Ventilsitz 158 ausgebildet. In der Bohrung 150 des Ventilgehäuses 122 ist ein Ventilkörper 160 aufgenommen, welcher mit dem Ventilsitz 158 zusammenwirkt. Außerdem ist in der Bohrung 150 des Ventil­ gehäuses 122 eine Druckfeder 162 angeordnet. Diese stützt sich einerseits an der Bohrungsstufe 152 und andererseits am Ventilkörper 160 ab. Die Druckfeder 162 übt eine den Ventilkörper 160 vom Ventil­ sitz 158 abhebende Wirkung aus. Der Ventilkörper 160 hat eine achsgleich verlaufende, in seinem unteren Endabschnitt endende Längsbohrung 164. Am oberen Ende ist der Ventilkörper 160 mit einer Ausnehmung 166 versehen, welche beim Angriff des Ventilkörpers am Verschlußstück 128 die Bohrung 150 des Ventilgehäuses 122 mit der Längsbohrung 164 verbindet. In den oberen Abschnitt der Längsbohrung 164 ist ein Filter 168 eingefügt. In den sich nach unten anschließenden, im Durchmesser verringerten Abschnitt der Längs­ bohrung 164 ist eine dünnwandige Hülse 170 eingepreßt, deren Boden eine quer zur Längsbohrung 164 verlaufende Blende 172 mit einer als Drossel 82 wirkenden Drosselöffnung 174 bildet. Am unteren Ende der Längsbohrung 164 ist eine Querbohrung 176 vorgesehen, welche sich unterhalb des Ventilsitzes 158 im Bereich des Druckmittelablaufs 156 des Ventilgehäuses 122 befindet. An seinem unteren Ende hat der Ventilkörper 160 einen Führungskolben 178. Dieser ist mit geringem Spiel in der Bohrung 150 des Ventilgehäuses 122 aufgenommen und gegenüber diesem mit einer radial wirkenden, reibungsarmen Gleit­ ringdichtung 180 abgedichtet. Die Abdichtung des Führungskolbens 178 kann auch durch seine nahezu spielfreie Aufnahme in der Bohrung 150 erfolgen. Unter Verzicht auf eine Dichtung läßt sich hierdurch eine Führung des Ventilkörpers 160 erzielen, welche geringe Reibung hat und leckarm ist.

Die Wirkungsweise der Einrichtung 70 zur Antriebsschlupfbegrenzung wird nachfolgend aufgrund des Auftretens von Antriebsschlupf am antreibbaren Fahrzeugrad 30 erläutert: Sobald das elektronische Steuergerät 44 aus den Signalen des Sensors 50 erkennt, daß am Fahrzeugrad 30 ein unzulässig großer Antriebs­ schlupf auftritt, schaltet das Steuergerät die Drucksteuerventil­ anordnung 76 in ihre Schaltstellung c um (Fig. 1). Hierdurch kann Druckmittel aus der Druckquelle der Einrichtung 42 durch die Druck­ leitung 74, die Drucksteuerventilanordnung 76 und das seine Stellung a einnehmende Umschaltventil 80 zum Druckerzeuger 72 strömen. Dabei nimmt das Druckmittel im Umschaltventil 80 folgenden Verlauf (s. Fig. 3): Druckmittel strömt von der Bohrung 134 durch den Druck­ mittelzulauf 154 in die Bohrung 150 des Ventilgehäuses 122 und gelangt nach dem Ventilsitz 158 durch den Druckmittelablauf 156 des Ventilgehäuses und die Bohrung 136 in den Zylinderraum 140 des Druckerzeugers 72. Aufgrund der Wirkung des Druckmittels wird der Plungerkolben 104 entgegen Federkraft längsverschoben, so daß nach kurzem Weg das Zentralventil 112 schließt und die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 14 und der Radbremse 26 unterbricht (Fig. 2). Im Zylinderraum 102 befindliches Druckmittel wird nun durch die Bewegung des Plungerkolbens 104 durch den Anschluß 108 ausgestoßen und in die Radbremse 26 verschoben. Wegen der nicht­ drosselnden Wirkung des Umschaltventiles 80 erfolgt die Druckmittel­ aufnahme in der Radbremse 26 und das Anlegen des Bremsbelags an die Bremsscheibe oder Bremstrommel (nicht gezeichnet) sehr schnell. Der aufgrund des Anlegens des Bremsbelags auftretende Druckanstieg im Zylinderraum 102 ruft eine Gegenkraft auf den Plungerkolben 104 hervor, welche auch einen Druckanstieg in der Druckleitung 74 zur Folge hat. Der Anstieg in der Druckleitung 74 bewirkt, daß im Umschaltventil 80 der Ventilkörper 160 entgegen der Wirkung der Druckfeder 162 längsverschoben wird und zur Anlage am Ventilsitz 158 kommt. Hierdurch wird der vorstehend beschriebene, ungedrosselte Strömungsweg durch das Umschaltventil 80 geschlossen: Das Umschalt­ ventil 80 nimmt nun seine Stellung b ein. Druckmittel aus der Druckquelle der Einrichtung 42 fließt nun durch die Bohrung 134 und den Druckmittelzulauf 154 des Ventilgehäuses 122 und gelangt in die Bohrung 150, in der es nach Umströmung des in der Bohrung mit Spiel aufgenommenen Ventilkörpers 160 in dessen Längsbohrung 164 gelangt und nach Überwindung der Drossel 82 durch die Querbohrung 176 des Ventilkörpers 160 und den Druckmittelablauf 156 des Ventilgehäuses 122 sowie die Bohrung 136 in den Zylinderraum 140 strömt. Aufgrund dieser mit dem Anlegen des Bremsbelags an die Bremsscheibe oder Bremstrommel der Radbremse 26 wirksamen Drossel 82 wird die weitere Verschiebung des Plungerkolbens 104 und der Anstieg des Bremsdruckes in der Radbremse 26 verlangsamt.

Sobald das elektronische Steuergerät 44 stabiles Drehverhalten des Fahrzeugrades 30 erkennt, schaltet es die Drucksteuerventilanordnung 76 in ihre Stellung b zum Halten des Bremsdruckes bzw. in ihre Stellung a zum Abbau des Bremsdruckes um. Das im Zylinderraum 140 des Druckerzeugers 72 befindliche Druckmittel kann nun durch die Rückführleitung 78 zum Vorratsbehälter 12 des Hauptbremszylinders 14 abfließen. Der hierdurch verursachte Druckabfall in der Druckleitung 74 bewirkt das Umschalten des Umschaltventiles 80 in seine nicht­ drosselnde Stellung a, so daß der Druckmittelabfluß sehr schnell erfolgen kann. Durch die druckfederunterstützte Rückstellbewegung des Plungerkolbens 104 wird der Zylinderraum 102 im Druckerzeuger 72 vergrößert und nimmt aus der Radbremse 26 Druckmittel auf, so daß diese in ihre Ausgangsstellung zurückkehren kann.

Claims (6)

1. Hydraulische Bremsanlage (10) eines Fahrzeugs mit einer Einrich­ tung (70) zur Begrenzung von Antriebsschlupf an den antreibbaren Fahrzeugrädern (30, 32), mit einem hydraulisch beaufschlagbaren Druckerzeuger (72) zum Erzeugen von Bremsdruck in wenigstens einer Radbremse (26), wobei der Anstieg des Bremsdrucks in der Radbremse (26) durch eine zustandsabhängig schaltbare Drossel (82) in der Druckmittelzuführung (Druckleitung 74) zum Druckerzeuger (72) verlangsamt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (82) bei einem Bremsdruck wirksam wird, welcher beim Anlegen des Bremsbelags an die Bremsscheibe oder -trommel der Radbremse (26) erreicht ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1 mit einer in einem Umschaltventil (80) ausgebildeten Drossel (82), mit den folgenden Merkmalen:

• - Eine Bohrung (150) eines Ventilgehäuses (122) weist an einer Bohrungsstufe (152) einen Ventilsitz (158) auf,
• - in der Bohrung (150) ist ein Ventilkörper (160) längsgeführt, welcher durch Angriff am Ventilsitz (158) wenigstens einen entlang dem Ventilkörper (160) verlaufenden, ungedrosselten Strömungsweg für Druckmittel zu sperren vermag,
• - der Ventilkörper (160) hat eine Längsbohrung (164), die einen Druckmittelzulauf (154) des Ventilgehäuses (122) vor dem Ventil­ sitz (158) mit einem Druckmittelablauf (156) nach dem Ventilsitz (158) verbindet,
• - in die Längsbohrung (164) des Ventilkörpers (160) ist eine Blende (172) mit einer Drosselöffnung (174) eingefügt,
• - am zulaufseitigen Abschnitt des Ventilkörpers (160) greift eine am Ventilgehäuse (122) abgestützte Druckfeder (162) an, gekennzeichnet durch das weitere Merkmal:
• - die Druckfeder (162) übt eine den Ventilkörper (160) von seinem Ventilsitz (158) abhebende Wirkung aus.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (122) patronenförmig ausgebildet ist und in einer beidendig geschlossenen Bohrung (120) des Gehäuses (100) des Druckerzeugers (72) unter Einfügen wenigstens eines Dichtungsringes (144) sitzt, welcher zwischen dem Druckmittelzulauf (154) und dem Druckmittelablauf (156) des Ventilgehäuses (122) angeordnet ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (150) des Ventilgehäuses (122) nach dem Druckmittelablauf (156) zur Aufnahme eines Führungskolbens (178) für den Ventilkörper (160) ausgebildet ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskolben (178) in der Bohrung (150) mit geringem Spiel, vorzugsweise nahezu spielfrei, geführt ist.

6. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskolben (178) des Ventilkörpers (160) mit einer reibungsarmen Dichtung, z. B. einer Gleitringdichtung (180), in der Bohrung (150) des Ventilgehäuses (122) abgedichtet ist.