DE3943168A1

DE3943168A1 - Bremsfluessigkeitsdruck-steuervorrichtung

Info

Publication number: DE3943168A1
Application number: DE3943168A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Hirobe
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1990-07-05
Also published as: JP2740221B2; JPH02175459A; US5061016A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsflüssigkeitsdruck- Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage des Typs, bei dem an einen hydraulischen Bremsver stärker ein Antiblockiersystem angeschlossen ist.

Der Aufbau einer Bremsflüssigkeitsdruck-Steuervorrichtung dieser Art ist in folgenden Druckschriften darge stellt: US-PS 47 50 289, US-PS 48 02 713, JP-OS 59-1 37 242 und JP-OS 61-77 553.

Die in den genannten Druckschriften dargestellten Vorrichtungen haben folgenden Aufbau: Das hintere Ende eines hydraulischen Bremsverstärkers ist mit dem vorderen Ende einer Stoßstange eines Bremspedals gekoppelt, und ein Hauptzylinder ist an das vordere Ende dieses hydraulischen Bremsverstärkers ange schlossen. Die Fluidkammer des Hauptzylinders ist mit einem am Rad befindlichen Bremszylinder über ein Halteventil verbunden, welches aus einem normaler weise geöffneten elektromechanischen Ventil besteht. Der Bremszylinder steht mit einem Reservoir über ein Entlastungsventil in Verbindung, welches aus einem normalerweise geschlossenen elektromagnetischen Ventil gebildet ist. Der Hauptzylinder befindet sich an der stromabwärts gelegenen Seite des Bremsverstärkers.

Das Problem bei der oben erläuterten herkömmlichen Bremsflüssigkeitsdruck-Steuervorrichtung besteht darin, daß der hydraulische Bremsverstärker und der Haupt zylinder in Reihe miteinander gekoppelt sind, was dazu führt, daß die gesamte Baulänge der Vorrichtung sehr groß ist. Da diese Hintereinanderschaltung außerdem eine Zunahme des Gewichts der Vorrichtung bedingt, muß eine spezielle Verstärkung an der Radseite vorgesehen werden, bevor diese Bremsflüssig keitsdruck-Steuervorrichtung z.B. an der Schottwand des Fahrzeugs montiert werden kann.

Angesichts dieser Umstände liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bremsflüssigkeitsdruck-Steuer vorrichtung anzugeben, die kleine Abmessungen auf weist und geringes Gewicht besitzt, und die an einer Stelle montiert werden kann, z.B. an der Schottwand, ohne daß sie an dieser Stelle eine Belastung dar stellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der erfindungsgemäßen Bremsflüssigkeitsdruck- Steuervorrichtung läßt sich die normale Brems funktion realisieren. Ein Druckanstieg in der Druck erzeugungskammer, veranlaßt durch ein Niedertreten des Bremspedals hat zur Folge, daß der große Kolben eine Vorwärtsbewegung macht. Dies veranlaßt eine Vorwärtsbewegung des damit verbundenen kleinen Kolbens derart, daß die Fluiddruckkammer unter Druck gesetzt wird. Damit gelangt unter Druck stehendes Fluid von dieser Fluiddruckkammer zu dem am Rad be findlichen Bremszylinder, wodurch das Fahrzeug abge bremst wird. Bei diesem Vorgang wird der Druck in der Fluiddruckkammer nach Maßgabe des Durchmesserver hältnisses von großem Kolben und kleinem Kolben er höht. Eine weitere Vorwärtsbewegung des kleinen Kolbens bewirkt das Öffnen des in der Fluiddruck leitung (Fluidzufuhrleitung) befindlichen Rückschlag ventils, so daß Druckfluid von der Fluiddruckquelle durch die Fluiddruckkammer zu dem Bremszylinder geleitet wird. Dies ermöglicht die Erzielung eines hohen Verstärkungseffekts.

Wenn während des oben geschilderten Bremsvorgangs das Rad zu blockieren droht, wird die Fluidleitung zwischen der Fluiddruckkammer und dem Bremszylinder richtig abgesperrt, um so den Druck in dem Bremszylinder je nach Bedarf aufrechtzuerhalten oder zu entlasten.

Wenn es notwendig ist, den Bremszylinder erneut unter Druck zu setzen, so wird die Ventilanordnung geöffnet, um die Fluiddruckkammer erneut mit dem Bremszylinder zu verbinden. Da bei diesem Vorgang das Rückschlag ventil aufgrund des oben geschilderten Vorgangs ge öffnet bleibt, wird das Druckfluid von der Fluiddruck quelle durch den Fluiddruckkanal und die Fluiddruck kammer zu dem Bremszylinder durchgeleitet, um letzteren dadurch erneut unter Druck zu setzen.

Die Erfindung schafft also eine Bremsflüssigkeits druck-Steuervorrichtung, die die Funktion eines hydraulischen Verstärkers aufweist und stromabwärts bezüglich des Hauptzylinders angeordnet ist, so daß es nicht mehr notwendig ist, den hydraulischen Ver stärker einstückig mit dem Hauptzylinder zu koppeln, wie es im Stand der Technik der Fall ist. Damit lassen sich die Bremsflüssigkeitsdruck-Steuervorrichtung und der Hauptzylinder separat ausbilden, und sie werden lediglich durch eine Fluidleitung miteinander ver bunden. Dadurch läßt sich die Länge der gesamten Vorrichtung wesentlich verringern. Da außerdem die Vorrichtung nicht einstückig mit dem Hauptzylinder ausgebildet ist, läßt sich eine Gewichtsverteilung und -verringerung bewirken, so daß die Belastung des Teils, an dem die Vorrichtung montiert ist, herab gesetzt ist. Man kann also eine klein bauende Vor richtung mit einem größeren Maß an Montagemöglichkeiten an einem Fahrzeug anbringen.

Da weiterhin die Öffnung des Rückschlagventils in dem Fluiddruckkanal durch die Bewegung des kleinen Kolbens erfolgt, lassen sich das Öffnen und das Schließen des mit der Fluiddruckquelle verbundenen Fluiddruck kanals mit einer sehr einfachen Konstruktion realisieren, was sowohl die Größe des Antiblockiersystems als auch dessen Kosten herabsetzt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Brems flüssigkeitsdruck-Steuervorrichtung des Typs, bei dem eine Antiblockiervorrichtung an einen hydraulischen Verstärker angeschlossen ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in einen einen großen Durchmesser aufweisenden, großen Abschnitt 2 eines Gehäuses 1 ein großer Kolben 10 mit großem Durchmesser eingesetzt, während ein einstückig mit dem großen Kolben 10 verbundener kleiner Kolben 20 kleinen Durchmessers in einen einen kleinen Durch messer aufweisenden kleinen Abschnitt 3 des Gehäuses 1 eingesetzt ist.

Um den großen Kolben 10 herum ist ein großer Dichtungs ring 11 gelegt, während um den kleinen Kolben 20 herum ein kleiner Dichtungsring 21 gelegt ist, so daß zwischen den Kolben und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses eine fluiddichte Abdichtung vorhanden ist. Der große Kolben 20 ist im Normalzustand von einer Kolbendruckfeder 22 in Richtung auf den großen Kolben 10 vorgespannt. Die Vorderseite des kleinen Kolbens 20 definiert zusammen mit der Innenfläche des Gehäuses 1 eine Fluiddruckkammer 23. Von der Vorderfläche des kleinen Kolbens 20 steht eine Stoßstange 24 in diese Fluiddruckkammer 23 vor. In dem kleinen Kolben 20 be findet sich ein Verbindungskanal 25, durch den die Fluid druckkammer 23 in Verbindung steht mit einer Gegen kammer 13, die durch die Vorderseite des großen Kolbens 10 und die Innenfläche des Gehäuses 1 definiert wird. In dem Verbindungskanal 25 befindet sich ein zweites Rückschlagventil 26, das durch eine zweite Feder 27 vorgespannt ist. Dieses zweite Rückschlagventil 26 wird von dem kleinen Kolben 20 geschlossen, wenn dieser sich zu dem vorderen Hubende bewegt. Wenn der kleine Kolben 20 zu seinem hinteren Hubende zurückgezogen wird, schlägt das hintere Ende des zweiten Rückschlag ventils 26 an einem Anschlagstift 28 an, der etwa rechtwinklig bezüglich der Längsachse des Gehäuses 1 von diesem absteht. Damit wird ein weiteres Zurück gehen des zweiten Rückschlagventils 26 und des kleinen Kolbens 20 verhindert. Wenn der kleine Kolben 20 und das zweite Rückschlagventil 26 sich in dieser Stellung befinden, ist der Verbindungskanal 25 offen.

In dem großen Abschnitt 2 ist auf der Rückseite des großen Kolbens 10 eine Druckerzeugungskammer 12 ge bildet. Diese Druckerzeugungskammer 12 ist über eine Fluidleitung 14 mit einem Hauptzylinder HZ der Fahr zeug-Bremsanlage verbunden. Die oben erwähnte Fluid druckkammer 23 in dem kleinen Abschnitt 3 ist über eine in dem Gehäuse 1 ausgebildeten Fluidzuführkanal d.h. Fluiddruckkanal 35 an eine Fluiddruckquelle 40 angeschlossen, bei der es sich z.B. um eine Pumpe handelt. In dem Fluiddruckkanal 25 befindet sich ein erstes Rückschlagventil 36, welches von einer ersten Feder 37 derart vorgespannt wird, daß die Öffnung des Fluiddruckkanals 35 verschlossen ist. Dieses erste Rückschlagventil 36 wird von der Stoßstange 24 gegen die Vorspannkraft der ersten Feder 37 geöffnet, wenn der kleine Kolben 20 in Richtung auf den Fluiddruck kanal 35 vorrückt. Wenn sich der kleine Kolben 20 zurückzieht, wird das erste Rückschlagventil 36 ge schlossen, und gleichzeitig nimmt das Volumen der Fluiddruckkammer 23 zu.

Zwischen dem ersten Rückschlagventil 36 und der Fluid druckquelle 40 befindet sich ein drittes Rückschlag ventil 38, welches den Rückstrom des unter Druck stehenden Fluids verhindert, und zwischen dem dritten Rückschlagventil 38 und der Fluiddruckquelle 40 be findet sich ein Drucksammler 41. Die Einlaßseite der Fluiddruckquelle 40 ist mit einem Reservoir 56 ver bunden.

Die Fluiddruckkammer 23 ist über ein Halteventil 50 mit einem am Rad befindlichen Bremszylinder BZ einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage verbunden. In der die Fluid druckkammer 23 mit dem Bremszylinder BZ verbindenden Fluidleitung befindet sich eine Nebenleitung, die um das Halteventil 50 herumführt. In dieser Nebenleitung befindet sich ein fünftes Rückschlagventil 51, über das das Fluid von dem Bremszylinder BZ zurück zu der Fluiddruckkammer 23 strömen kann. Der Bremszylinder BZ ist über ein Entlastungsventil 55 an das Reservoir 56 angeschlossen.

Die Gegenkammer 13, die durch einen Stufenabschnitt der beiden Kolben 10 und 20 und durch die Innenfläche des Gehäuses 1 definiert ist, ist mit dem Reservoir 56 verbunden. Das Volumen der Gegenkammer 13 nimmt ab, wenn sich der große Kolben 10 in Richtung auf die Fluiddruckkammer 23 bewegt, es nimmt zu, wenn sich der große Kolben von der Fluiddruckkammer 23 fortbewegt.

Die Druckerzeugungskammer 13 ist über eine Leitung 45 mit der Fluiddruckkammer 23 verbunden. In der Leitung 45 befindet sich ein viertes Rückschlagventil 46, welches lediglich den Fluidstrom von der Drucker zeugungskammer 12 zu der Fluiddruckkammer 23 gestattet.

Bei dieser Ausführungsform veranlaßt eine durch das Niedertreten eines Bremspedals 60 bewirkte Druck erzeugung seitens des Hauptzylinders HZ, daß unter Druck stehendes Fluid von dem Hauptzylinder HZ in die Druckerzeugungskammer 14 strömt und dadurch den Druck in dieser Kammer anhebt. Demzufolge bewegen sich der große Kolben 10 und der kleine Kolben 20 in Richtung auf die Fluiddruckkammer 23. Bei diesem Vorgang schließt das zweite Rückschlagventil 26 den Ver bindungskanal 25, während der kleine Kolben 20 die Fluiddruckkammer 23 unter Druck setzt. Bei dieser Druckerzeugung erhöht sich der von der Druckerzeugungs kammer 12 kommende Druck in der Druckerzeugungskammer 23 nach Maßgabe des Durchmesserverhältnisses von großem Kolben 10 und kleinem Kolben 20, bevor das Fluid zu dem Bremszylinder BZ durchgeleitet wird. Diese Druckerhöhung soll im folgenden näher erläutert werden:

Angenommen, die Querschnittsfläche des großen Kolbens 10 betrage A 1, die Querschnittsfläche des kleinen Kolbens 20 betrage A 2, die Kraft der Feder 22 betrage F, der Druck in der Druckerzeugungskammer 12 (der Aus gangsdruck des Hauptzylinders HZ) betrage P 1 und der Druck in der Fluiddruckkammer 23 betrage P 2, dann gilt folgende Gleichgewichtsbeziehung:

P 2 × A 2 + F = P 1 × A 1

daraus ergibt sich

P 2 = (A 1/A 2) × P 1 - F/A 2

Es ist also ersichtlich, daß der Druck P 2 in der Fluiddruckkammer 23 sich proportional bezüglich des Drucks P 1 in der Druckerzeugungskammer 12 erhöht. Auf diese Weise läßt sich ein Verstärkungseffekt ab hängig von dem Verhältnis der Kolbendurchmesser er reichen.

Wenn der kleine Kolben 20 weiter vorrückt, läuft die Stoßstange 24 durch den Fluiddruckkanal 25 und wird gegen das erste Rückschlagventil 26 gedrückt, wodurch der Fluiddruckkanal 35 geöffnet wird, der bis dahin geschlossen war. Die Faktoren, die das Öffnen und das Schließen des ersten Rückschlagventils 36 bestimmen, sind der Druck in der Fluiddruckkammer 23, der Gegen druck des Rückschlagventils 36 und die Vorspannkraft der ersten Feder 37. Wenn der Fluiddruckkanal 35 somit geoffnet wird, wird das in dem Drucksammler 41 durch die Fluiddruckquelle 40 angesammelte, unter Druck stehende Fluid durch das dritte Rückschlagventil 38, den Fluiddruckkanal 35, die Fluiddruckkammer 23, das Halteventil 50 und den Bremszylinder BZ geleitet.

Wenn während dieses Bremsvorgangs von einem (nicht dargestellten) Steuerteil festgestellt wird, daß die Räder zu blockieren drohen, erfolgt folgende Anti blockiersteuerung:

Zunächst wird zum Verhindern des Blockierens der Räder das Halteventil 50 betätigt, so daß es die Verbindung zwischen der Fluiddruckkammer 23 und dem Bremszylinder BZ sperrt und dadurch die Druckerzeugung in dem Bremszylinder BZ stoppt. Dann wird das Entlastungs ventil 55 betätigt, damit der Druck in dem Brems zylinder BZ abnimmt. Wenn es erwünscht ist, daß der Innendruck des Bremszylinders so, wie er ist, beibe halten wird, so wird die Betätigung des Entlastungs ventils 55 gestoppt, um so den Druck aufrechtzuerhalten. Wenn es notwendig ist, den Bremszylinder BZ erneut unter Druck zu setzen, wird das Halteventil 50 erneut geöffnet. Dies veranlaßt, daß unter Druck stehendes Fluid von der Fluiddruckquelle 40 erneut dem Brems zylinder BZ zugeleitet wird, so daß der Bremsvorgang wieder aufgenommen wird.

Wenn während des oben geschilderten Betriebs die Fluid druckquelle versagen sollte, geschieht folgendes:

Bei einem Druckabfall aufgrund des Versagens der Fluiddruckquelle 40 verliert das Rückschlagventil 36 seinen Gegendruck, so daß der kleine Kolben 20 weiter vorrückt. Der Spalt δ zwischen der vorderen Stirnseite des großen Abschnitts 2 des Gehäuses 1 und der vorderen Stirnseite des großen Kolbens 10 ver schwindet dann, und die Vorwärtsbewegung des kleinen Kolbens 20 wird angehalten. Wenn der Druck des Haupt zylinders HZ höher ist als der des Bremszylinders BZ, gelangt das unter Druck stehende Fluid des Haupt zylinders HZ durch die Druckerzeugungskammer 12 und die Leitung 45, wobei das vierte Rückschlagventil 46 geöffnet wird, so daß das Fluid in die Fluiddruck kammer 23 strömt. Das dritte Rückschlagventil 38 verhindert, daß das unter Druck stehende Fluid in der Fluiddruckkammer 23 zurück zu der Seite der Fluiddruck quelle 40 strömt, und der Fluiddruck des Hauptzylinders HZ gelangt nur an den Bremszylinder BZ. Selbst wenn also die Fluiddruckquelle 40 versagt, ist eine normale Bremsfunktion aufgrund der Leitung 45, der Rückschlagventile 46, 38 etc. gewährleistet.

Wenn ein Bremszylinder versagt, wird auch dann kein Druckzustand erzeugt, wenn der Druck in der Drucker zeugungskammer 12 durch den Hauptzylinder ansteigt und der kleine Durchmesser 20 eine Vorwärtsbewegung vollzieht. In diesem Fall strömt das unter Druck stehende Fluid der Druckerzeugungskammer 12 in die Leitung 45 und öffnet das vierte Rückschlagventil 46, wobei das unter Druck stehende Fluid der Fluidkammer des Hauptzylinders des Systems weiter geliefert wird, bis der Hauptzylinder seinen vollständigen Hub er reicht. Während dieses Vorgangs, wird das erste Rück schlagventil 36 geschlossen gehalten, da der hohe Druck der Fluiddruckquelle 40 als Gegendruck wirkt. Die Bremszylinder BZ der anderen Systeme arbeiten normal. Wenn also ein Bremszylinder versagt, wird verhindert, daß unter Druck stehendes Fluid von der Fluiddruckquelle 40 über das erste Rückschlagventil 36 in den Bremszylinder gelangt. Dadurch wird ein Bremsflüssigkeitsverlust vermieden.

Abwandlungen des oben beschriebenen Ausführungsbei spiels sind möglich: So z.B. kann man anstelle der einstückigen Ausbildung des hydraulischen Ver stärkers und des Antiblockiersystems mit dem ge trennt ausgebildeten Hauptzylinder HZ das Antiblockier system einstückig mit dem Hauptzylinder ausbilden, indem man sie parallel anordnet.

Claims

1. Bremsflüssigkeitsdruck-Steuervorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage, umfassend:
ein Gehäuse (1) mit einem großen Abschnitt (2) großen Durchmessers und einen kleinen Abschnitt (3) kleinen Durchmessers,
einen großen Kolben (10) mit großem Durchmesser und einen damit verbundenen kleinen Kolben (20) mit kleinem Durchmesser, die beide derart in das Gehäuse (1) einge setzt sind, daß sich der große Kolben (10) in dem großen und der kleine Kolben (20) in dem kleinen Abschnitt des Gehäuses (1) befindet,
eine Druckerzeugungskammer (12), die sich in dem großen Abschnitt (2) an der dem kleinen Abschnitt (3) abge wandten Seite des großen Kolbens (10) befindet und mit dem Hauptzylinder (HZ) der Bremsanlage verbunden ist,
eine Fluiddruckkammer (23), die sich in dem kleinen Abschnitt (3) befindet und mit einem Bremszylinder (BZ) der Bremsanlage verbunden ist,
einen die Fluiddruckkammer (23) mit einer Fluid druckquelle (40) der Bremsanlage verbindenden Fluid druckkanal (35) und
ein in der Normalstellung sperrendes Rückschlagventil (36, 37) in dem Fluiddruckkanal (35), welches durch eine Bewegung des kleinen Kolbens (20) geöffnet werden kann,
wobei der große Kolben (10) und der kleine Kolben (20) durch einen durch den Hauptzylinder (HZ) veranlaßten Druckanstieg in der Druckerzeugungskammer (12) in Richtung auf den Fluiddruckkanal (35) bewegt werden, um dadurch das Rückschlagventil (36, 37) zu öffnen und das Druckfluid von der Druckfluidquelle (40) durch die Fluiddruckkammer (23) zu dem Bremszylinder (BZ) durchzuleiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddruckkammer (23) und die Druckerzeugungs kammer (12) miteinander über eine Leitung (45) ver bunden sind, in der ein Rückschlagventil (46) einen Fluidstrom lediglich von der Druckerzeugungskammer (12) zu der Fluiddruckkammer (23) zuläßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgestufter Abschnitt des großen und des kleinen Kolbens (10, 20) zusammen mit dem Gehäuse (1) eine Gegenkammer (13) definiert, die an ein Bremsflüssigkeitsreservoir (56) angeschlossen ist, und deren Volumen abnimmt, wenn sich der große und der kleine Kolben (10, 20) in Richtung auf die Fluid druckkammer (23) bewegen, und deren Volumen zunimmt, wenn sich die Kolben in Richtung auf die Drucker zeugungskammer (12) bewegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Verbindungskanal (25), der innerhalb des kleinen Kolbens (20) vorgesehen ist und dazu dient, die Gegenkammer (13) mit der Fluiddruckkammer (23) zu verbinden, und ein in dem Verbindungskanal (25) vorgesehenes Rückschlagventil (26, 27), welches geschlossen wird, wenn sich der kleine Kolben (20) zu seinem Hubende an der Seite der Fluiddruckkammer (23) bewegt, und welches öffnet, wenn sich der kleine Kolben (20) von dem Hubeende wegbewegt.