DE4100389A1 - Kraftfahrzeugbremsanlage mit schlupfabhaengiger regelung des bremsdruckes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Im Hauptpatent (gemäß Anmel­ dung P 40 31 533 wird eine schlupfgeregelte Bremsanlage vor­ geschlagen, die nach dem Rückförderprinzip arbeitet, jedoch pro Bremskreis mit einer einzigen, nämlich selbstansaugenden Pumpe auskommt, da die Bildung eines Vakuums in den Radbrem­ sen mit Hilfe eines Vordruckrückschlagventils an der Saug­ seite der Pumpe, dessen Vordruck über dem Atmosphärendruck liegt, verhindert wird. Als Trennventil dient ein Magnet­ ventil.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Kostenreduzierung der Bremsanlage zu erzielen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.

Besonders funktionssicher ist eine Auslegung des Trennventils nach den Unteransprüchen 2 bis 4. Hierdurch wird gewähr­ leistet, daß das Ventil während einer pedalbetätigten Brem­ sung stets geöffnet ist und während einer Antriebsschlupfre­ gelung den Rückfluß von Druckmittel in den Hauptbremszylinder sperrt oder zumindest so gering hält, daß die Förderleistung der Pumpe ausreicht, um den nötigen Druck im Radzylinder auf­ zubauen.

Eine kostengünstige Variante ist ein Trennventil nach An­ spruch 5 durch seinen einfachen Aufbau.

Um ein Öffnen des Trennventils bei Beendigung der Antriebsschlupfregelung sicherzustellen, empfiehlt sich die Einrichtung einer parallel geschalteten Blende, die einen kleinen Volumenstrom von der Pumpanordnung zum Hauptbremszylinder zuläßt, so daß das bei der Öffnung des Trennventils zu verdrängende Volumen abfließen kann.

Eine Drossel in der Druckleitung zwischen dem Anschluß der Steuerleitung und der Einmündung der Druckleitung in die Bremsleitung gewährleistet durch den Aufbau eines Druckgradienten ein sicheres Schließen des Trennventils zu Beginn einer Antriebsschlupfregelphase.

Damit die Radbremse bei der pedalbetätigten Bremsung sofort anspricht, auch wenn das Trennventil noch geschlossen ist, kann ihm sicherheitshalber noch ein Rückschlagventil parallel geschaltet werden, obwohl die Flächenverhältnisse des Trennventils so gewählt sind, daß es sich durch Druck vom Hauptbremszylinder her öffnet.

Eine weitere Kostenreduzierung wird erzielt, wenn auch als Zweiwegeventil in der Saugleitung ein hydraulisch gesteuertes Ventil verwendet wird, wobei als Steuerdruck der Druck vom Hauptbremszylinder her dient und das Ventil in Schließrichtung belastet.

Eine enorme Einsparung von Lagerkosten ergibt sich, wenn die zur Antriebsschlupfregelung verwendeten Bauteile in eine be­ stehende Bremsanlage mit Blockierschutzeinrichtung integriert werden können, so daß eine solche Bremsanlage wahlweise mit oder ohne Antriebsschlupfregeleinrichtung montiert werden kann. Daher bietet sich der Einbau in drei verschiedene Ge­ häuseblöcke an.

Im folgenden wird der Erfindungsgedanke genauer dargestellt anhand zweier Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 eine vorteilhafte Ausführung des hydraulischen Trennventils,

Fig. 2 eine bevorzugte Anordnung der Bremsanlage.

Das hydraulische Trennventil 1 nach Fig. 1 besitzt eine Stu­ fenbohrung 2 mit drei verschiedenen Querschnitten A1+A3, A2 und A3. Die Ringfläche A1 ist größer als die Kreisflächen A2 und A3, so daß der mittlere Bohrungsabschnitt 3 den größten Querschnitt A1+A3 aufweist. Im Bohrungsabschnitt 3 und im Bohrungsabschnitt 4 mittleren Querschnitts A2 ist der Stufen­ kolben 6 mit je einem Dichtring 7 bzw. 8 in einer Ringnut 9 bzw. 10 im Stufenkolben 6 abgedichtet geführt. Seine Stirn­ wand 11 im Bohrungsabschnitt 4 begrenzt den Steuerraum 12, der unter dem Druck einer symbolisch dargestellten Pumpe 22 steht. Die gegenüberliegende Stirnseite 13 ist mit einem Auf­ satz 14 versehen, der das Ventilschließglied 15 trägt, wel­ ches seinen Ventilsitz 18 an der Mündung des Bohrungsab­ schnittes 5 mit dem Querschnitt A3 besitzt. Am Ventilsitz 18 ist eine Blende 21 in Form einer Kerbe angebracht. Der durch die Stirnseite 13 begrenzte Teil des Bohrungsabschnittes 3 bildet den Ventilraum 16. Dieser stellt in einer Bremsleitung eine Verbindung zwischen einem mit dem Anschluß 17 verbun­ denen symbolisch dargestellten Hauptbremszylinder 23 und einer am Bohrungsabschnitt 5 angeschlossenen Radbremse 24 her. In Öffnungsrichtung ist die Stirnseite 13 von der Druck­ feder 19 beaufschlagt. Der von den Dichtringen 7 und 8 beid­ seitig abgedichtete Ringraum 20 steht unter Atmosphärendruck.

Die Funktionsweise des Trennventils 1 wird später mit Hilfe des Schaltplans der Fig. 2 erklärt.

In Fig. 2 sind der Einfachheit halber nur eine Radbremse 24 darge­ stellt und alle Filterelemente weggelassen. Die Elemente zur Schlupfregelung sind in ein Gehäusesystem aus drei - hier ge­ strichelten - Blöcken 25, 26, 27 eingebaut. Zwischen den Gehäu­ seblöcken gefindet sich je eine Dichtplatte 28 bzw. 29.

Der unten dargestellte Ventilblock 27 enthält das Einlaß­ ventil 30 und das Auslaßventil 31 und besitzt einen Anschluß zur Radbremse 24.

Der mittlere Block 26 wird im folgenden ASR-Block genannt, weil er alle Bauteile umfaßt, die nur dann nötig sind, wenn eine blockiergeschützte Bremsanlage zusätzlich mit einer An­ triebsschlupfregelung (ASR) ausgerüstet wird. Im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel werden alle im ASR-Block 26 enthal­ tenen Ventile hydraulisch gesteuert. Dazu gehören das Trenn­ ventil 1, das Zweiwegeventil 32 und die Rückschlagventile 33 bis 36, die zum Teil unter Vordruck öffnen. Der ASR-Block 26 weist einen Anschluß zum Hauptbremszylinder 23 auf.

Im oberen, dem Pumpenblock 25 befinden sich außer der Pumpen­ anordnung, die die Pumpe 22, das erste Saugventil 37 und das Druckventil 38 umfaßt, noch der Niederdruckspeicher 39 und der Dämpfungsspeicher 40.

Die dargestellte Aufteilung erfordert nur geringe Änderungen an einer bestehenden blockiergeschützten Bremsanlage, die nur einen Pumpenblock 25 und einen Ventilblock 27 besitzt. Der Ventilblock 27 bleibt unverändert. Am Pumpenblock 25 ist le­ diglich eine kleine bauliche Abänderung notwendig. Der bis­ herige Anschluß 41 zum Hauptbremszylinder wird entweder ver­ schlossen oder erst gar nicht gebohrt. Das heutige Saugventil in der Pumpe liegt schon bei 0,2 bar. Statt bisher einer Dichtplatte zwischen Pumpen und Ventilblock werden hier zwei identische Dichtplatten 28 und 29 eingebaut, denn die Verbin­ dung zwischen den einzelnen Blöcken sind deckungsgleich.

Die Funktionsweise der Bremsanlage ist folgende: Bei einer Normalbremsung pflanzt sich der im Hauptbremszylinder 23 auf­ gebaute Druck durch die Bremsleitung 42 über das Trennventil 1 und das Einlaßventil 30 in den Zylinder der Radbremse 24 fort. Der Druck in der Bremsleitung schließt das hydraulische Zweiwegeventil 32. Da im Trennventil 1 der Bremsdruck die Summenfläche A1+A3 belastet, bleibt es geöffnet. Bei Been­ dingung der Bremsbetätigung baut sich der Druck in den Rad­ zylindern auf den selben Weg ab. Dabei verhindert das Rück­ schlagventil 36 in der Druckleitung 43 eine ungewollte Beauf­ schlagung der Fläche A2.

Wenn während einer Bremsbetätigung das gebremste Rad zu blockieren droht, schließt sich kurz das Einlaßventil 30, das Auslaßventil 31 öffnet sich, und der Druck entweicht aus dem Radzylinder durch die Rücklaufleitung 45 über das zweite Saugventil 34, dessen Vordruck nur wenig über dem At­ mosphärendruck, also bei etwas 1,1 bar liegt, in den Nieder­ druckspeicher 39. Die Pumpe 22 fördert das Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher 39 durch die Druckleitung 43 in die Radbremse 24. Dabei wird der Pumpendruck vom Hauptbrems­ zylinderdruck gesteuert. Zwar steht der Pumpendruck auf der Fläche A2, trotzdem bleibt das Trennventil 1 geöffnet, weil auf die viel größere Fläche A1+A3 der Bremsdruck wirkt.

In einer Antriebsschlupfregelphase steht kein Druck vom Hauptbremszylinder an, so daß das Zweiwegeventil 32 offen bleibt. Die Pumpe 22 saugt aus dem Hauptbremszylinder 23 an und belastet über die Steuerleitung 48 die Fläche A2. Das Trennventil 1 schließt sich. Um ein Schließen sicherzustel­ len, ist in der Druckleitung eine Drossel 47 eingebaut, die ein Druckgefälle aufbaut. Durch die Blende 21 gelangt ein kleiner Leckstrom zurück in die Saugleitung 44. Das restliche Druckmittel wird in die Radbremse 24 gefördert.

Bei Beendigung der Antriebsschlupfregelung hört die Pumpe 22 auf zu fördern. Damit die Druckfeder 19 das Trennventil 1 öffnen kann, muß aus dem Steuerraum 12 Druckmittel verdrängt werden. Dies ist möglich über das Rückschlagventil und die Blende 21.

In der hier dargestellen Bremsanlage sind mehrere Sicher­ heitseinrichtungen intgriert:
Die in Reihe angeordneten Saugventile 37 und 38 haben zusam­ men einen Vordruck vom 1,3 bar. Deshalb kann die Pumpe - selbst wenn man annimmt, sie könnte bis zum absoluten Vakuum saugen - keinen Unterdruck im Radbremszylinder erzeugen.

Von der Druckleitung führt die Überdruckleitung 46 mit dem Überdruckventil 33 zum Hauptbremszylinder 23. Sie dient zur Druckentlastung, wenn einmal das Einlaßventil 30 und das Trennventil 1 gleichzeitig geschlossen sein sollten.

Das dem Trennventil 1 parallel geschaltete Rückschlagventil 35 ermöglicht ein schnelles Einbremsen, auch unmittelbar nach einer Antriebschlupfregelphase, wenn das hydraulische Trenn­ ventil 1 noch nicht vollständig geöffnet ist oder klemmt. Allerdings sind die Flächen im Trennventil 1 schon so ausge­ legt, daß es vom Hauptbremszylinderdruck geöffnet wird.

Bezugzeichenliste

 1 Trennventil
 2 Stufenbohrung
 3 Bohrungsabschnitt
 4 Bohrungsabschnitt
 5 Bohrungsabschnitt
 6 Stufenkolben
 7 Dichtring
 8 Dichtring
 9 Ringnut
10 Ringnuten
11 Stirnwand
12 Steuerraum
13 Stirnseite
14 Aufsatz
15 Ventilschließglied
16 Ventilraum
17 Anschluß
18 Ventilsitz
19 Druckfeder
20 Ringraum
21 Blende
22 Pumpe
23 Hauptbremszylinder
24 Radbremse
25 Pumpenblock
26 ASR-Block
27 Ventilblock
28 Dichtplatte
29 Dichtplatte
30 Einlaßventil
31 Auslaßventil
32 Zweiwegeventil
33 Überdruckventil
34 zweites Saugventil
35 Rückschlagventil
36 Rückschlagventil
37 erstes Saugventil
38 Druckventil
39 Niederdruckspeicher
40 Dämpfungsspeicher
41 Anschluß
42 Bremsleitung
43 Druckleitung
44 Saugleitung
45 Rücklaufleitung
46 Überdruckleitung
47 Drossel
48 Steuerleitung
A1, A2, A3 Wirkflächen

Claims (14)

1. Kraftfahrzeugbremsanlagen mit einer schlupfabhängigen Regelung des Bremsdruckes, im wesentlichen bestehend aus
einem Hauptbremszylinder mit angeschlossenem Druckmittelvorratsbehälter,
mindestens einem Radzylinder, der über eine Bremsleitung mit dem Hauptzylinder verbunden ist und zu einem angetriebenen Rad gehört,
einer Pumpanordnung mit einer Pumpe und je einem in Pumprichtung öffnenden Vordruckrückschlagventil an der Saugseite der Pumpe - als erstes Saugventil -,
und an der Druckseite der Pumpe - als Druckventil - wobei die Pumpanordnung mit ihrer Saugseite über eine Saugleitung an den Druckmittelvorratsbehälter und über eine Rücklaufleitung an den Radzylinder angeschlossen ist sowie mit ihrer Druckseite über eine Druckleitung an die Bremsleitung anschließt,
einem Niederdruckspeicher in der Saugleitung,
einem Einlaßventil in der Bremsleitung zwischen der Einmündung der Druckleitung und dem Radzylinder,
einem Auslaßventil in der Rücklaufleitung zwischen dem Radzylinder und dem Niederdruckspeicher,
einem Trennventil in der Bremsleitung zwischen dem Hauptbremszylinder und der Einmündung der Druckleitung, und
einem Zweiwegeventil in der Saugleitung nach dem Hauptpatent (gemäß der Anmeldung P 40 31 533.9), dadurch gekennzeichnet, daß das Trennventil (1) hydraulisch gesteuert und drucklos offen ist.

2. Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennventil (1) einen Schaltkörper (6) mit drei Wirkflächen (A1, A2, A3) aufweist, von den die erste (A1) den größten Querschnitt besitzt und vom Hauptbremszylinderdruck in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist, daß die zweite Wirkfläche (A2) einen Steuerraum (12) begrenzt und über eine Steuerleitung (48) vom Druck der Pumpanordnung (37, 22, 38) in Schließrichtung beaufschlagt ist und daß die dritte Wirkfläche (A3) die kleinste ist und vom Radzylinderdruck in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.

3. Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennventil (1) mit einer Feder (19) in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkflächen (A1, A2, A3) und die Vorspannung der Feder (19) so ausgelegt sind, daß das Trennventil (1) nur dann schließt, wenn die zweite Fläche (A2) druckbeaufschlagt und die erste Fläche (A1) drucklos ist und daß es sich öffnet, sobald die zweite Fläche (A2) drucklos wird oder die erste Fläche (A1) vom Druck beaufschlagt wird.

5. Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennventil (1) eine Stufenbohrung (2) aufweist, bei der drei Bohrungsabschnitte (3, 4, 5) verschiedenen Durchmessers koaxial aneinander anschließen, von denen der mittlere (3) den größten Durchmesser besitzt und zum Teil als Ventilraum (16) dient, daß sein Stufenkolben (6) in den zwei Bohrungsabschnitten (3, 4) mit dem größten und dem mittleren Durchmesser dicht geführt ist, von der Seite des kleinsten Bohrungsabschnittes (5) von einer Druckfeder (19) beaufschlagt ist und an dieser Seite ein Ventilschließglied (15) aufweist, welches sich an die als Ventilsitz (18) gestaltete Mündung des engsten Bohrungsabschnittes (5) in den Ventilraum (16) anzulegen vermag, daß vom Ventilraum (16) ein weiterer Anschlußkanal (17) abzweigt, daß der engste Bohrungsabschnitt (5) mit dem Radzylinder (Radbremse 24) verbunden ist, daß der Bohrungsabschnitt (4) mittleren Durchmessers mit einer Steuerleitung (48) an die Druckleitung (43) und der weitere Anschlußkanal (17) an den Hauptbremszylinder (23) angeschlossen sind.

6. Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Trennventil (1) eine enge Blende (21) geschaltet ist.

7. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnung von einer Aussparung (21) im Ventilsitz (18) oder im Ventilschließglied (15) des Trennventils (1) gebildet wird.

8. Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Druckleitung (43) zwischen dem Anschluß der Steuerleitung (48) und der Einmündung der Druckleitung (43) in die Bremsleitung (42) ein Rückschlagventil (36), welches in Richtung auf die Mündung der Druckleitung (43) in die Bremsleitung (42) öffnet, und/oder eine Drossel (47) befindet.

9. Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zweiwegeventil (32) in der Saugleitung (44) ein hydraulisch gesteuertes, vom Hauptbremszylinderdruck sperrbares, drucklos offenes Ventil ist.

10. Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Rücklaufleitung (45) zwischen dem Auslaßventil (31) und der Pumpanordnung (37, 22, 38) ein zweites Saugventil (34) befindet und daß der Vordruck des zweiten Saugventils (34) etwa 1 bis 1,2 bar beträgt, während der Vordruck des ersten Saugventils (37) nicht größer als 0,5 bar ist.

11. Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trennventil (1) ein Rückschlagventil (35) parallel geschaltet ist, welches vom Hauptbremszylinder (23) zu den Radbremsen (24) hin öffnet.

12. Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch eine Überdruckleitung (46), welche die Druckleitung (43) mit der Bremsleitung (42) zwischen dem Hauptbremszylinder (23) und dem Trennventil (1) verbindet und ein Überdruckventil (33) aufweist, das von der Druckleitung (43) zur Bremsleitung (42) bei einer Druckdifferenz öffnet, die größer ist als der größtmögliche Druck, bei dem die Radbremsen blockieren.

13. Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Gehäusesystem aus drei Blöcken (25, 26, 27) angeordnet ist, von denen der erste (25) die Pumpanordnung (37, 22, 38) und den Niederdruckspeicher (39), der dritte (27) das Einlaß- (30) und das Auslaßventil (31) und der zweite (26) das Trennventil (1) mit parallel geschalteter Blende (21) und parallel geschalteten Rückschlagventil (35), das Überdruckventil (33), das Zweiwegeventil (32) und das zweite Saugventil (34) enthält, wobei der Hauptbremszylinder (23) an den zweiten (26) und der Radzylinder (24) an den dritten Block (27) angeschlossen ist.

14. Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverbindungen vom ersten Block (25) zum zweiten Block (26) den gleichen Aufbau und gleichen Abstand von einander haben wie die Leitungsverbindungen vom zweiten Block (26) zum dritten Block (27).