DE4032874A1 - Blockiergeschuetzte bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer blockiergeschützten Brems­ anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Bremsanlage ist zum Beispiel aus der DE-OS 36 27 000 be­ kannt. Die Anlage zeichnet sich dadurch aus, daß die Pumpen, die während einer Regelung Druckmittel in die Bremskreise fördern, eine direkte Verbindung zu den Arbeitskammern des Hauptbremszylinders aufweisen. Die Arbeitskolben, die die Arbeitskammern begrenzen, sind mit sogenannten Zentralventi­ len ausgestattet, die als Druckregelventile arbeiten und zwar derart, daß der Pumpendruck fußkraftproportional einge­ stellt wird. Die Elemente der Zentralventile, d. h. der Ven­ tilkörper und der Ventilsitz, müßten aus gehärtetem Materi­ al, zum Beispiel aus Metall bestehen, damit die während ei­ nes Regelspiels in ununterbrochener Reihenfolge ablaufenden Öffnungs- und Schließvorgänge nicht zu einer Beschädigung des Ventils führen.

Weiterhin sind die Kolben mit Manschettendichtungen verse­ hen, die ein Rückschlagventil aufweisen, damit bei einem schnellen Lösen der Bremse Druckmittel aus dem Vorratsbehäl­ ter über die Manschetten in die Bremskreise gelangen kann.

Aus dem Bereich der konventionellen Bremstechnik sind Haupt­ bremszylinder bekannt, die über sogenannte Ausgleichsbohrun­ gen verfügen. Die Bohrungen münden unmittelbar vor einer Manschette in die Arbeitskammer des Hauptbremszylinders. Bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder besteht somit eine Ver­ bindung der Bremskreise über die Ausgleichsbohrung zum Vor­ ratsbehälter. Wenn der Hauptbremszylinder betätigt wird, werden die Arbeitskolben verschoben und die Manschette schiebt sich über die Ausgleichsbohrung, so daß die Brems­ kreise hydraulisch gesperrt werden und ein Druckaufbau mög­ lich ist. Derartige Hauptbremszylinder lassen sich nicht in blockiergeschützte Bremsanlagen der oben genannten Art ein­ setzen, da bei einer fußkraftproportionalen Regelung des Pumpendrucks die Manschetten unter hohem Druck über die Aus­ gleichsbohrungen fahren und dabei zerstört würden. Grund­ sätzlich könnte die Manschette zwar aus härterem Material hergestellt werden, so daß bei einer Regelung keine Beschä­ digung erfolgt, in diesem Fall könnte die Dichtung aber kei­ ne Rückschlagventilfunktion aufnehmen, wie dies eine Man­ schette aus weichem Material tut.

Aus diesem Grund wurden für blockiergeschützte Bremsanlagen Hauptzylinder mit Zentralventilen gemäß dem oben genannten Stand der Technik eingesetzt.

Es liegt auf der Hand, daß derartige Hauptbremszylinder mit Zentralventilen wesentlich aufwendiger herzustellen sind, als Hauptbremszylinder für konventionelle Bremsanlagen.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, eine blockierge­ schützte Bremsanlage derart zu konstruieren, daß ein einfach aufgebauter Hauptbremszylinder eingesetzt werden kann. Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannt sind. Wesentlich ist, daß eine Dichtung aus gehärtetem Material eingesetzt wird und daß die Pumpe so gestaltet wird, daß beim schnellen Lösen der Bremse Druckmittel über den Pumpenweg nachfließen kann, ohne daß die Pumpe arbeitet.

Dazu müssen die Rückschlagventile, die als Saug- und Druck­ ventile für Hubkolbenpumpen arbeiten mit äußerst geringem Öffungsdruck eingesetzt werden.

Die Dichtung am Arbeitskolben des Hauptbremszylinders kann entweder aus der Kombination eines elastischen Rings und ei­ nes Gleitrings bestehen, wobei der elastische Ring zum Bei­ spiel aus Gummi und der Gleitring aus Teflon hergestellt ist, oder aus einem Gummiring mit hoher Shorehärte.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens soll im folgenden ein Ausführungsbeispiel dargestellt werden.

Die Anlage besteht aus einem Hauptbremszylinder 1 an den über eine Bremsleitung 2 Radbremsen 3 angeschlossen sind. Ein Einlaßventil 4 ist in die Bremsleitung eingefügt. Die Radbremsen 3 stehen weiterhin über eine Rücklaufleitung 6 mit einem Vorratsbehälter 7 in Verbindung. In die Rücklauf­ leitung 6 eingefügt ist ein Auslaßventil 5. Ein- und Auslaß­ ventil werden elektromagnetisch betätigt, wobei das Einlaß­ ventil im stromlosen Zustand offen und das Auslaßventil im stromlosen Zustand geschlossen ist. Beim Stromdurchfluß durch die Erregerspulen schalten die Ventile um, so daß das Einlaßventil 4 die Bremsleitung 2 sperrt und das Auslaßven­ til 5 die Rücklaufleitung 6 freigibt.

Durch das Schalten der Ventile kann den Radbremsen Druckmit­ tel entnommen und wieder zugeführt werden, so daß der Brems­ druck in der Radbremse steuerbar ist. Mit einem nicht darge­ stellten Sensor kann das Drehverhalten des Rades überwacht werden, wobei die Sensorsignale an eine Auswertelektronik gegeben werden, die Schaltsignale für die Ein- und Auslaßven­ tile erzeugt. Die Schaltsignale werden nach einem Algorith­ mus gebildet, der vermeidet, daß die Räder blockieren.

Zu der Bremsanlage gehört weiterhin ein Pumpe 9, die aus dem Vorratsbehälter 7 ansaugt und über eine Druckleitung 12 in die Bremsleitung 2 zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und dem Einlaßventil 4 fördert. Die Pumpe 9 hat die Aufgabe, das Druckmittel, das den Radbremsen während einer Regelung ent­ nommen wird, zurück in den Bremskreis zu fördern. Üblicher­ weise wird für derartige Anlagen eine Hubkolbenpumpe vorge­ sehen, die über ein Saugventil 10 und ein Druckventil 11 verfügt. Das Saugventil 10 ist in der Saugleitung 13 zwi­ schen dem Vorratsbehälter 7 und dem Eingang der Pumpe 9 an­ geordnet, es öffnet zur Pumpe hin. Das Druckventil 11 ist zwischen dem Ausgang der Pumpe und der Bremsleitung 2 in die Druckleitung 12 eingesetzt, es öffnet zur Bremsleitung hin. Saug- und Druckventil lassen sich am einfachsten als Rück­ schlagventile darstellen, die keine Vorspannung aufweisen. Der Öffnungsdruck der Ventile soll möglichst gering sein.

Der Hauptbremszylinder selbst besteht aus einem Gehäuse 20 mit einer Längsbohrung 21, in der ein Schwimmkolben 22 und ein Druckstangenkolben 23 dichtend gleiten. Schwimmkolben 22 und Druckstangenkolben 23 sind über eine Kupplungseinheit 24 miteinander verbunden, die den maximalen Abstand zwischen den beiden Kolben definiert. Zwischen den beiden Kolben ist eine Feder 25 angeordnet, die die Kolben auf maximalen Ab­ stand hält. Eine weitere Feder 26 ist zwischen dem Boden der Bohrung und dem Schwimmkolben 22 angeordnet und drängt den Schwimmkolben 22 in seine Grundposition. Die Kolben begren­ zen in der Bohrung 21 zwei Arbeitskammern 39, 40. An die Ar­ beitskammer 39 schließt die Bremsleitung 2 an. An die Ar­ beitskammer 40 kann ein weiterer Bremskreis angeschlossen werden, der entsprechend dem dargestellten Bremskreis aufge­ baut ist.

Der Schwimmkolben 22 ist an seinem Außenrand mit einer Ring­ nut 27 versehen, die über einen Gehäusekanal 28 ständig mit dem Vorratsbehälter 7 in Verbindung steht. Die Ringnut ist sowohl gegenüber der Arbeitskammer 40 als auch gegenüber der Arbeitskammer 39 gedichtet. Gegenüber der Arbeitskammer 40 ist eine Manschettendichtung 29 vorgesehen; gegenüber der Kammer 40 eine Doppeldichtung 30, die weiter unten näher be­ schrieben wird. Der Druckstangenkolben 23 weist einen Be­ reich kleineren Durchmessers auf, der durch einen Stopfen 31 dichtend hindurchgeführt ist und an den ein Pedal angelenkt ist. Der Stopfen 31 trennt einen Nachlaufraum 32 im Gehäuse ab, der über eine Gehäusebohrung 33 mit dem Vorratsbehälter 7 in Verbindung steht. Arbeitskammer 40 und Nachlaufraum 32 werden durch eine Doppeldichtung 34 am Druckstangenkolben 23 voneinander getrennt.

Die Doppeldichtung 30 bzw 34 ist in einer Nut an der Außen­ seite der Kolben eingelegt und besteht aus einem innenlie­ genden elastischen Ring 37 (zum Beispiel einem Gummiring). Zwischen dem Gummiring 37 und der Wandung des Gehäuses 20 liegt ein Gleitring 38 vom rechteckigen Querschnitt, der aus Teflon besteht. Die Gummidichtung 37 ist leicht vorgespannt und drückt daher den Gleitring 38 gegen die Bohrung.

Bezogen auf die dargestellte Grundstellung der Kolben 22 und 23 münden die Ausgleichsbohrungen 36 unmittelbar vor den Dichtungen 30, 34 in die jeweiligen Kammern 39, 40. Die Aus­ gleichsbohrungen 36 stehen mit dem Vorratsbehälter 7 in Ver­ bindung. Sie weisen einen engen Querschnitt auf, zum Bei­ spiel 0,8 mm. Es wäre denkbar, die Bohrung noch kleiner zu machen und mehrere Ausgleichsbohrungen auf dem Umfang der Gehäusebohrung 21 vorzusehen.

Die Anlage arbeitet nach dem folgenden Schema: Mit Betätigen des symbolisch dargestellten Pedals wird zu­ nächst der Druckstangenkolben 23 und unter Wirkung der Feder 25 auch der Schwimmkolben 22 verschoben.

Die Gleitringe 38 der Doppeldichtungen 30, 34 schieben sich über die Ausgleichsbohrung 36 und sperren somit die Verbin­ dungen zwischen den Arbeitsräumen 39, 40 zum Vorratsbehälter 7. Die Bremskreise sind hydraulisch gesperrt, so daß in den Bremskreisen ein Druck aufgebaut werden kann, der letztlich zu einer Fahrzeugverzögerung führt. Das Rückschlagventil 11 verhindert, daß der Bremskreisdruck in den Vorratsbehälter 7 abgebaut wird.

Beim Lösen der Bremse werden die Kolben 22 und 23 unter der Wirkung der Federn 25 und 26 gemäß der Darstellung nach rechts verschoben. Dabei kann es zu einem Unterdruck in dem System kommen, so daß Druckmittel aus dem Vorratsbehälter über die Ventile 10 und 11 der Pumpen 9 aus dem Vorratsbe­ hälter in die Bremskreise angesaugt wird. Sobald die Kolben ihre Grundstellung erreicht haben, werden die Ausgleichsboh­ rungen 36 freigegeben, so daß bei nicht betätigter Bremse die Bremskreise mit dem Vorratsbehälter 7 in Verbindung ste­ hen.

Während einer Bremsung kann der Druck je nach Betätigungs­ kraft soweit steigen, daß die Räder zu blockieren drohen. In diesem Fall schaltet die Bremsanlage in den ABS-Modus, der beinhaltet, daß die Pumpe 9 eingeschaltet wird. Dieses för­ dert nun aus dem Vorratsbehälter 7 über die Druckleitung 12 in den Bremskreis, wodurch Druckmittel in die Arbeitskammern 39 und 40 gelangt. Diese werden gegen die Betätigungskraft zurück in ihre Grundstellung geschoben bis die Ausgleichs­ bohrungen 36 freigegeben werden. Überschüssiges Druckmittel entweicht nun über die Ausgleichsbohrung 36 in den Vorrats­ behälter 7. Dabei wird der Druck in den Arbeitskammern ge­ senkt, so daß die Kolben unter Wirkung der Pedalkraft wieder nach links verschoben werden und die Ausgleichsbohrungen 36 schließen. Da die Pumpe 9 weiter fördert, werden die Kolben wieder zurückgestellt, wobei die Ausgleichsbohrungen freige­ geben werden. Dieser Vorgang wiederholt sich in schneller Folge, so daß sich letztlich ein Regelvorgang einstellt, wo­ bei gerade soviel Druckmittel über die Ausgleichsbohrung 36 abgelassen wird, wie die Pumpe 9 in die Arbeitskammern 37, 40 des Hauptbremszylinders 1 fördert. Der eingestellt Druck entspricht der Pedalkraft. Damit eine Beschädigung der Gleitringe 38 vermieden wird, müssen diese eine bestimmte Härte aufweisen. Diese muß so gewählt sein, daß auch ein mehrmaliges Überfahren der Ausgleichsbohrung keine Beschädi­ gungen an der Gleitringdichtung 38 hervorruft.

Bezugszeichenliste

 1 Hauptbremszylinder
 2 Bremsleitung
 3 Radbremse
 4 Einlaßventil
 5 Auslaßventil
 6 Rücklaufleitung
 7 Vorratsbehälter
 8 Rückschlagventil
 9 Pumpe
10 Saugventil
11 Druckventil
12 Druckleitung
13 Saugleitung
20 Gehäuse
21 Bohrung
22 Schwimmkolben
23 Druckstangenkolben
24 Kupplungseinrichtung
25 Feder
26 Feder
27 Ringnut
28 Gehäusekanal
29 Manschettendichtung
30 Doppeldichtung
31 Stopfen
32 Nachlaufraum
33 Gehäusekanal
34 Doppeldichtung
36 Ausgleichsbohrung
37 elastischer Ring
38 Gleitring
39 Arbeitskammer
40 Arbeitskammer

Claims (5)

1. Blockiergeschützte Bremsanlage mit einem Hauptbremszylin­ der (1), der über mindestens eine Arbeitskammer (39, 40) verfügt, die von einem Arbeitskolben (22, 23) begrenzt wird und, die über eine Ventileinrichtung mit einem Vor­ ratsbehälter (7) in Verbindung steht, wobei bei nicht be­ tätigtem Hauptbremszylinder (1) die Verbindung geöffnet und bei betätigtem Hauptbremszylinder gesperrt ist, mit einer Pumpe (9), die mit ihrer Saugseite an dem Vorrats­ behälter (7) und mit ihrer Druckseite an die Arbeitskam­ mer (39, 40) anschließt, mit Radbremszylindern (3), die über eine Bremsleitung (2) mit der Arbeitskammer (39, 40) in Verbindung stehen, wobei den Radbremsen (3) Ventile (4, 5) zugeordnet sind, die eine schlupfabhängige Steue­ rung des Radbremsdruckes ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung aus einem in einer Außennut des Arbeitskolbens angeordne­ ten Dichtung (34) an dem Arbeitskolben besteht, wobei die Dichtung (34) aus einem ersten innenliegenden elasti­ schen Ring (37) und einem zweiten außenliegenden Ring (38) aus hartem Material besteht, der an der Innenbohrung (21) des Hauptbremszylindergehäuses (20) gleitet, daß ei­ ne enge Bohrung (36) bei nicht verschobenem Arbeitskolben (22, 23) unmittelbar vor der Dichtung (34) in die Arbeits­ kammer (39, 40) mündet, und daß die Pumpe (9) so ausgebil­ det ist, daß sie zumindest in Richtung auf die Arbeits­ kammer (39, 40) für Druckmittel durchlässig ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (9) als Hub­ kolbenpumpe ausgebildet ist, die über ein Saug- und Druckventil (10, 11) verfügt, die als Rückschlagventile ausgebildet sind, die einen kleinen Öffnunsgdruck aufwei­ sen.

3. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der innenliegende Ring (37) aus Gummi besteht und der außenliegende Ring (38) aus Teflon.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innenliegende Ring (37) einen kreisförmigen Querschnitt und der außenliegen­ de Ring (38) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innen- und außenlie­ gende Ring in einem Ring vereinigt sind, der aus einem Gummimaterial hoher Shorehärte besteht.